9 Contoh Soal Hukum Coulomb dan Jawabannya. Lengkap

Assalammualaikum wr.wb. Halo teman-teman, semoga semua selalu sehat ya. Amin ya Rabbal alamin. Dalam artikel kali ini masharist.com akan membahas 9 Contoh Soal tentang Hukum Coulomb. Jawabannya serta bahasannya. Materi ini juga merupakan materi Fisika Kelas 9 SMP.

Semoga bermanfaat

9 Contoh Soal Hukum Coulomb dan Jawabannya. Lengkap

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb berbunyi,Besarnya gaya tarik-menarik serta tolak-menolak dari dua buah benda yang memiliki muatan listrik berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut. Perlu di ingat arah muatan keluar dari (+) dan masuk ke (-)

Rumus Hukum Coulomb

Rumus Hukum Coulomb

Keterangan:

F =  Gaya Coulomb atau gaya tarik-menarik / gaya tolak-menolak (N)

k = Konstanta pembanding  9 x 109N m2/C2

q1= Besar muatan 1 (C)

q2= Besar muatan 2 (C)

r= Jarak antara muatan (m)

Kumpulan Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Coulomb 

Contoh soal nomor 1

Perhatikan dengan seksama gambar dibawah. Besar Gaya Listrik yang bekerja pada muatan sebesar 27 Newton. Bila diketahui muatan pada B adalah +6 mikro Coulomb, hitunglah berapa mikro Coulomb muatan pada titik C.( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C) ?

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik B = +6 µC = +6×10−6 Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 10  cm = 0,1 m 

F=27 Newton

Ditanya:

q2= Muatan di Titik C

Jawaban:

  

Maka:

27=  (9🗙 109 ) 🗙 (6×10−6) 🗙 (q2 🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              (0,1)²

  (q2) =27 🗙   (0,1)²     

           __________ 

        (9 🗙109) 🗙 (6🗙10-12)   

(q2 )=Muatan di Titik C= - 5 mikro Coulomb

Muatan di Titik C adalah - 5 mikro Coulomb

Contoh soal nomor 2

Besar muatan pada A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -10 mikro Coulomb. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 18 Newton bila diketahui  9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C hitunglah jarak antara muatan ?

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik A = +8 µC = +8×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik B = -10 µC = -10×10−6  Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

F= 18 Newton

Ditanya:

Jarak antara muatan (r) ?

Jawaban:

Maka:

18=  (9 🗙 109 ) 🗙 (8🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              r²

r²=(9 🗙 109 ) 🗙 (8🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

  ______________________________ 

                            18                    

r²=0,04

r= 0,2 m= 20 cm

Jadi, jarak antara muatan adalah 20 cm

Contoh soal nomor 3

Diketahui dua buah Muatan listrik A = +15 micro Coulomb dan muatan listrik B = +10 micro coloumb dipisahkan oleh jarak sebagaimana gambar dibawah. Tentukan besar gaya coloumb yang bekerja pada kedua muatan?( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik A = +15 µC = +15×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik B = +10 µC = +10×10−6 Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 10  cm = 0,1 m

Ditanya:

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan

Jawaban:

Maka:

F=  (9 🗙 109) 🗙 (15🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,1²

 F= 135 Newton                   

 Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan adalah 135 Newton

Contoh soal nomor 4

Diketahui dua buah Muatan listrik E = -10 micro Coulomb dan muatan listrik F = -15 micro coloumb dipisahkan oleh jarak sebagaimana gambar dibawah. Tentukan besar gaya coloumb yang bekerja pada kedua muatan( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik E = -10 µC = +10×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik F = -15 µC = -15×10−6  Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 10  cm = 0,1 m

Ditanya:

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan

Jawaban:

Maka:

F=  (9 🗙 109 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 🗙 (15🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,1²

 F= 135 Newton                   

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan adalah 135 Newton

Contoh soal nomor 5

Perhatikan gambar dibawah. Besar muatan pada A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -10 mikro Coulomb.  Berapakah Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan bila diketahui k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C ?

Pembahasan

Diketahui:

q1= Muatan di Titik A = +8 µC = +8×10−6 Coulomb

q2= Muatan di Titik B = -10 µC = -10×10−6 Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

r = 20  cm = 0,2 m

Ditanya:

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan

Jawaban:

Maka:

F=  (9 🗙 109) 🗙 (8🗙10−6) 🗙 (10🗙10−6) 

     ______________________________ 

                              0,2²

F= 18 Newton                    

Besar Gaya Listrik (F) yang bekerja pada muatan adalah 18 Newton

Contoh soal nomor 6

Diketahui terdapat tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar! Besar muatan P adalah = -4 mikro Coulomb, besar muatan Q adalah = +10 mikro Coulomb dan muatan R = -12 mikro Coulomb. Tentukan besar dan arah gaya listrik pada muatan Q bila ( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C) ? 

Pembahasan

Diketahui:

qP= Muatan di Titik P = -4 µC = -4× 10−6 Coulomb

qQ= Muatan di Titik Q = +10 µC = +10× 10−6  Coulomb

qR= Muatan di Titik R = -12 µC = -12× 10−6   Coulomb

k = 9 x 109N m2/C2

rPQ = 6 cm = 0,06 m

rQR = 4 cm = 0,04 m

Ditanya:

besar dan arah gaya listrik pada muatan Q 

Jawaban:

Perlu di ingat Gaya listrik pada muatan Q merupakan resultan gaya listrik antara muatan P dan Q dengan gaya listrik antara muatan Q dan R

Besar Gaya Listrik (FPQ ) muatan P dan Q :

 

F=  (9 🗙 109 ) 🗙 (4🗙10−6 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,06²

F= 100 Newton

(Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -)

Sehingga, muatan P negatif dan muatan Q positif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan P dan menjauhi muatan Q (ke kiri).

Besar Gaya Listrik (FQR ) muatan Q dan R :

 F=  (9 🗙 109 ) 🗙 (10🗙10−6 ) 🗙 (12🗙10−6 ) 

     ______________________________ 

                              0,04²

F= 675 Newton

(Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -)

Muatan Q positif dan muatan R negatif sehingga arah gaya Coulomb adalah mendekati muatan R dan menjauhi muatan Q (ke kanan).

Resultan gaya listrik pada muatan Q :

Arah FPQke kiri dan arah FQR ke kanan.

FQ= FQR– FPQ = 675 N – 100 N = 575  Newton.

Arah resultan gaya listrik pada muatan Q (FQ) = arah gaya listrik FQR, yakni menuju muatan R (ke kanan) dengan nilai 575 Newton

Contoh soal nomor 7

Diketahui titik P dan Q berjarak 4 meter, masing-masing bermuatan listrik +4x10−4C dan -1x10−4 C. Titik R berada di antara P dan Q berjarak 2 meter dari P dan bermuatan listrik +3x10−5 C. Hitunglah besar gaya elektrostatis dari R!

( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

 

Diketahui:

qP = +4 x 10−4 C

qQ = -1 x 10−4 C

qR = +3 x 10−5 C

k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C

r = 4 m

Ditanya:

Fc = ..?

Jawaban:

Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -. Sehingga muatan qR ditolak qP ke kanan dikarenakan kedua muatan sejenis tetapi ditarik ke kanan oleh muatan qQ karena berlawanan jenis. Jadi gaya elektrostatis FR adalah:

Sehinggga  

FR = FP + FQ

FR=33,75 Newton kearah kanan 

Sehingga gaya Coulomb adalah 33,75 Newton ke arah kanan 

Contoh soal nomor 8

Muatan listrik +Q1 = 10 mikro Coulomb, +Q2 = 50 mikro Coulomb dan Q3 terpisah seperti pada gambar. Agar gaya listrik yang bekerja di muatan Q2 = nol maka muatan Q3 adalah ?

( k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan

Diketahui :

Muatan 1 (Q1) =  +10 μC = +10 x 10−6 C

Muatan 2 (Q2) =  +50 μC = +50 x 10−6C

Jarak r12 = 2 cm = 0,02 m 

Jarak r23 = 4 cm = 0,04 m 

Ditanya : 

muatan Q3 = ? bila Resultan gaya (F2) = 0

Jawab : 

Perlu di ingat bahwa Gaya yang bekerja merupakan Gaya listrik dengan muatan sejenis. Gaya listrik pada muatan 2 adalah resultan gaya listrik antara muatan 1 dan 2 dengan gaya listrik antara muatan 2 dan 3. 

Gaya listrik antara muatan 1 dan 2 :

F12=k x (10 x 10−6 ) x (50 x 10−6 ) =k (125x10-8 ) Newton

        _________________________

                          (0,02²)

Karena besar muatan 1 positif dan besar muatan 2 positif sehingga arah F12 adalah menuju muatan 3 (ke kanan). 

Gaya listrik antara muatan 2 dan 3 :

F23=k x (50 x  10−6 ) x (Q3) =k (50x 10−6 ) (Q3) Newton

        ___________________  ________________

                          (0,04)²         16 x  10−4 

Karena besar muatan 2 positif dan muatan 3 positif sehingga arah F23 adalah menuju muatan 1 (ke kiri). Sedangkan untuk resultan gaya listrik pada muatan 2 = 0 : Arah F12 ke kanan dan arah F23 ke kiri.

F23-F12=0

F23=F12

k (50x10−6 ) (Q3) = k (125x 10−8 )

_______________

 16 x  10−4

Q3=(125x10−8) x (16 x 10−4 ) = 4 x 10−6 C = 40×10−5 Coulomb

        _______________

              (50x10−6 )

Jadi, Muatan Q3 adalah 40×10−5 Coulomb

Contoh soal nomor 9

Dua muatan sejenis besarnya + 4 x 10−6 C dan + 6 x 10−6. Bila jarak kedua muatan 6 cm, berapa gaya Coulomb yang dialami kedua muatan?(k = 9 x 109N m2/C2 dan 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan:

Diketahui:

Q1 = 4 × 10−6 C

Q2 = 6 × 10−6C

r= 6 cm= 0.06 m

Ditanya: 

Fc = ...?

Jawab: 

F=  (9 🗙 109) 🗙 (4🗙10−6 ) 🗙 (6🗙10−6 ) 

     ______________________________ =60 Newton

                              0,06²

Jadi, Gaya listrik yang bekerja adalah 60 Newton 

Share :