Ditulis oleh: Ditulis pada: November 26, 2022
Pada postingan kali ini, penulis akan sedikit berbagi mengenai contoh soal dan pembahasan materi fisika yang berhubungan dengan hukum coulomb dalam kehidupan sehari-hari.
Materi ini juga termasuk kedalam materi pokok listrik statis, baik yang dipelajari di tingkat SMP maupun SMA dan perguruan tinggi.
Postingan ini lebih pada pembahasan soal-soal gaya coulomb yang biasa dijumpai siswa saat tes masuk perguruan jurusan yang mereka pilih. Untuk lebih lanjut, silakan simak dan baca baik-baik artikelnya.
Pengertian Gaya Coulomb
Besar gaya tolak-menolak atau tarik-menarik antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.
Definisi lain dari Gaya Coulomb ini adalah gaya tolak atau tarikan antara kedua muatan listrik yang sebanding dengan muatan-muatannya serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar kedua muatan.
Rumus Gaya Coulomb dan Contoh Soal
Keterangan:
- q1 dan q2 = muatan listrik (C)
- r = jarak kedua muatan (m)
- F = gaya coulomb (N)
- k = Konstanta coulomb (9 x 109 N m2.C-2)
Besar satuan coulomb:
Satu coulomb adalah sejumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang kawat dalam satu sekon ketika arus satu ampere melalui kawat itu.
Contoh Soal 1
Dua benda masing-masing bermuatan 4 x 10-6 C dan 6 x 10-6 C. Jika diketahui jarak antara kedua benda 5 cm, maka tentukan gaya coulomb yang terjadi pada kedua benda tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
- q1 = 4 x 10-6 C
- q2 = 6 x 10-6 C
- r = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10-2 m
Ditanyakan:
- F = ? (Gaya Coulomb)
Dijawab:
Jadi, besar gaya coulomb pada kedua muatan tersebut adalah 86,4 N
Contoh Soal 2
Jika diketahui gaya coulomb sebesar 86,4 N dan q1 = 4 x 10-6 C. Kedua muatan terletak sejauh 0,05 m, maka hitunglah besar muatan q2!
Pembahasan:
Kalau kita perhatikan, contoh soal yang kedua ini bertujuan untuk membuktikan jawaban soal sebelumnya dan kita tahu bahwa nilai q2 adalah 6 x 10-6 C. Baik, sekarang kita buktikan dengan cara di bawah ini.
Pembahasan:
Diketahui:
- F = 86,4 N
- q1 = 4 x 10-6 C
- r = 0,05 m = 5 x 10-2 m
Ditanyakan:
- q2 = ? (muatan kedua)
Dijawab:
Setelah kita ubah rumus hukum coulomb yang utama untuk mencari nilai q2, maka pembahasan soal yang kedua ini dapat diselesaikan dengan persamaan sebagai berikut.
C
Yap, ternyata jawabannya benar bahwa nilai q2 adalah sebesar 6 x 10-6 C.
Contoh Soal 3
Dua buah muatan masing-masing +8 mikro Coulomb dan -5 mikro Coulomb. Keduanya terletak pada jarak 10 cm, jika konstanta gaya sebesar 9 x 109 Nm2C-2. Hitung besar gaya coulomb yang terjadi!
Nah, mungkin kamu belum tahu berapa sih satu mikro itu. Ingat, satu mikro sama dengan 10-6. Dari sini kita dapat mengubah +8 mikro coulomb ini menjadi +8 x 10-6.
Pembahasan:
Diketahui:
- q1 = +8 x 10-6 C
- q2 = -5 x 10-6 C
- r = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10-1 m (ini bentuk notasi ilmiah)
Ditanyakan:
- F = ? (Gaya Coulomb)
Dijawab:
Jadi, besar gaya coulomb pada kedua muatan tersebut sebesar 36 N. Pada hasil perhitungan, terdapat tanda negatif (-) hal ini membuktikan bahwa kedua muatan tersebut saling tarik-menarik. Sebaliknya, jika hasilnya positif maka tolak-menolak.
Contoh Soal 4
Dua muatan sejenis besarnya q1 = 2 x 10-6 C dan q2 = 6 x 10-4. Jika jarak kedua muatan tersebut 5 cm, berapa gaya Coulomb yang dialami kedua muatan?
Pembahasan:
Diketahui:
- q1 = 2 x 10-6 C
- q2 = 6 x 10-4 C
- r = 5 cm = 5 x 10-2 m (notasi ilmiah)
Ditanyakan:
- F = ? (Gaya Coulomb)
Dijawab:
Jadi, besar gaya coulomb pada kedua muatan ini adalah 4,32 x 10-5 N. Hasil perhitungan menunjukkan positif, ini artinya muatan-muatan tersebut saling tolak-menolak.
Contoh Soal 5
Berapa gaya Coulomb yang terjadi pada dua benda bermuatan 2 x 10-6 C dan 6 x 10-6 C dengan jarak 50 cm?
Pembahasan:
Diketahui:
- q1 = 2 x 10-6 C
- q2 = 6 x 10-6 C
- r = 50 cm = 5 x 10-1 m (notasi ilmiah)
Ditanyakan:
- F = ? (Gaya Coulomb)
Dijawab:
Demikianlah beberapa contoh soal hukum coulomb berikut dengan pembahasannya, semoga artikel singkat ini dapat memberikan jalan dalam menyelesaikan soal hukum coulomb.