Soal Hukum Coulomb dan Medan Listrik Pada Muatan Titik dan Sistem Muatan Terdistribusi Diskrit

Soal Hukum Coulomb dan Medan Listrik Pada Muatan Titik dan Sistem Muatan Terdistribusi Diskrit

   1. Dua buah muatan masing-masing q₁= 7µC dan q₂= 14 µC terpisah sejauh 30cm. tentukan besar gaya yang terjadi antara dua buah muatan tersebut, gunakan tetapan k = 9x10⁹ Nm²/C² dalam satuan standar!

Diketahui :

q₁= 7µC = 7 x 10^-6C

q₂= 14µC = 14 x 10^-6C

r = 30cm = 3 x 10^-1 meter

Ditanyakan F = …. ?

2.      Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +8 µC dan muatan di B adalah -4 µC, dengan jarak antara keduan muatan tersebut adalah 10cm. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah ….

Dengan (k = 9x 10⁹ Nm²/C², 1 µC = 10^-6 C)

Diketahui :

q₁= +8µC = +8 x 10^-6C

q₂= -4µC = -4 x 10^-6C

r = 10cm = 1 x 10^-1 meter

Ditanyakan F = …. ?

3.      Tiga buah muatan A, B dan C tersusun seperti gambar berikut!

Jika QA= +2 µC, QB= -4µC, QC= +6µC dan k= 9 x 10⁹ Nm²/C^2. Jarak antara QA dan QB adalah 1m dan jarak antara QB dan QC adalah 1m. tentukan besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B !

Diketahui :

QA= +2 µC = +2 x 10^-6C

QB= -4µC = -4 x 10^-6C

QC= +6µC = +6 x 10^-6C

k= 9 x 10⁹ Nm²/C²

rAB = 1m

rBC = 1

Ditanya : besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B ?

Jawab :

F_BA            = k q_B x q_A / r²_AB

      = 9 x 10⁹ . (4 x 10^-6).(2 x 10^-6) / (1)²

      = 72 x 10^-3 N

F_BC            = k q_B x q_C / r²_AB

      = 9 x 10⁹ . (4 x 10^-6).(6 x 10^-6) / (1)²

      = 216 x 10^-3 N

Karena kedua gaya segaris namun berlawanan arah maka untuk mencari resultan gaya dengan mengurangkan kedua gaya

F_total               = F_BC -F_BA

                  = (216 x 10^-3) – (72 x 10^-3)

                  = 144 x 10^-3 N

Arah sesuai dengan F_BC yaitu ke kanan.