Pengertian Gaya Listrik
Hukum coulomb ialah sebuah hukum yang menyatakan tentang adanya gaya yang muncul antara 2 muatan yang terpisah dengan jarak (r) tertentu. Penemu hukum coulomb bernama Charles-Augustin de Coulomb yang berasal dari negara Perancis.
Soal Latihan Gaya Listrik
1. Dua muatan yang berjarak r memberikan gaya coulomb sebesar f. Berapa besarnya gaya coulomb apabila jaraknya diperkecil menjadi ⅛.Pembahasan:Diketahui :Jarak=rGaya Coulomb =fJarak 2 =(1/8)rDitanya :Berapa besar Gaya Coulomb 2?JawabanF = (k × Q1.Q2)/(r)²F'/F = (1/(1/8r)²)/(1/(r)²)F'/F = 64r²/r²F'/F = 64/1Sehingga didapatkan Besarnya gaya coulomb adalah 64 kali lebih besar dari semula bila jaraknya diperkecil menjadi 1/8 2.Dua buah muatan masing sebesar 20 Coulomb dan 5 coulomb terpisah sejauh 2 meter,Berapakah besar gaya coulomb nya ? (k= 9×10⁹N m²/C² )a. 225 × 10⁹ Newtonb. 2250 × 10⁹ Newtonc. 22500 × 10⁹ Newtond. 220 × 10⁹ Newtone. 22,5 × 10⁹ NewtonPembahasan:Diketahui :Q1= 20 CoulombQ2= 5 Coulombr= 2 meterDitanya :Berapa besar Gaya Coulomb (F) ?JawabanF = (k × Q1.Q2)/(r)² F = (9×10⁹ × 20 × 5) / (2)²F = (9× 10⁹ × 100 )/ 4²F = 9 × 10⁹ × 25F = 225 × 10⁹ N
Maka besarnya gaya coulomb adalah a. 225 × 10⁹ Newton
3. Jika dua muatan tak sejenis Q1 dan Q2 menghasilkan gaya coulomb sebesar F. kemudian masing-masing muatan diperbesar 2 kali. Hitung gaya coulomb sekarang! Pembahasan:Diketahui :Dua buah muatan tak sejenis yaitu Q1 dan Q2Gaya coulomb pada kedua muatan yaitu FMasing-masing muatan diperbesar, sehingga Q1' = 2Q1Q2' = 2Q2Ditanya :Gaya coulomb sekarang, F'Jawab :F = (k × Q1.Q2)/(r)²Karena muatan tak sejenis, gaya yang terjadi adalah tarik menarik.Gaya coulomb setelah masing - masing muatan diperbesar 2 kali,F' = (k × Q1'.Q2')/(r)²F' = (k × 2Q1.2Q2)/(r)²F' = 4 × k × Q1.Q2/(r)²F' = 4 × FJadi gaya coulomb sekarang menjadi 4 kali gaya semula, F' = 4 F tarik 4. Dua buah benda bermuatan pada jarak tertentu memiliki gaya coulomb sebesar 2 N. Berapa newton gaya coulombnya jika jarak di perkecil 1/2 kalinya.a. 2 Nb. 4 Nc. 5 Nd. 6 Ne. 8 NPembahasan:Diketahui:F1 = 2 NR1 = RR2 = 1/2 RDitanya :F2 =?Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F2/F1 = (R1/R2)²F2/2 = (R/0,5R)²F2/2 = 1/0,25F2/2 = 4F2 = 8 NJadi gaya coulomb sekarang menjadi adalah 8 N (e)5. Muatan sebesar 5 x 10-6 Coulomb mengalami gaya listrik sebesar 2 Newton. Bila muatan tersebut diganti dengan muatan sebesar 12 x 10-6 Coulomb, berapa gaya listrik yang dialaminya ? a. 2 Nb. 3,3 Nc. 4,4 Nd. 5,8 Ne. 4,8 NPembahasan:Diketahui:Q1 = 5 x 10^(-6) CoulombQ1' = 12 x 10^(-6) CoulombF1 = 2 NEWTONDitanya :F2 =?Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F1'/F1 = Q1'/Q1F1'/2 = (12 × 10^(-6))/(5 × 10^(-6))F1'/2 = 12/5F2/2 = 2,4F2 = 4,8 NJadi gaya coulomb sekarang menjadi adalah 4,8 N (e)6. Dua buah muatan listrik diletakkan dengan jarak 2,5 cm sehingga menghasilkan gaya coulomb sebesar 10 N. Jika gaya coulomb keduanya menjadi 40 N, jarak kedua muatan listrik sebesara. 1,20 cmb. 1,21 cmc. 1,22 cmd. 1,23 cme. 1,25 cmDiketahui :r1 = 2,5 cmF1 = 10 NF2 = 40 NDitanya : r2Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F × r² = K × q1 × q2F × R² = KonstanF1 × R1² = F2 × R2²F1 × (2,5)² = F2 × (R2)²10 × (2,5)² = 40 × (R2)²6,25 = 4 × (R2)²2,5² = 4 × (R2)²R2 = 2,5/2R2 = 1,25 cmMaka jarak kedua muatan listrik menjadi 1,25 cm (e)
7. Muatan sebesar 18 mikro Coulomb dan 81 mikro Coulomb terpisah sejauh 81 cm gaya coulomb yang dialami kedua muatan adalah (k= 9×10⁹N m²/C² ) a. 20 Newtonb. 22 Newtonc. 23 Newtond. 24 Newtone. 25 NewtonDiketahui :Q1 = 18 mikro Coulomb = 18 × 10⁻⁶ CoulombQ2 = 81 mikro Coulomb = 81 × 10⁻⁶ Coulombr = 81 cm = 0,81 mk= 9×10⁹N m²/C² Ditanya : F =?Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F = (9 × 10⁹ × 18 × 10⁻⁶ × 81 × 10⁻⁶)/(0,81²)F = 20 NewtonMaka Gaya Coulomb yang dialami adalah 20 Newton (a)8.Muatan q1 dan q2 terpisah sejauh r dan mengalami gaya coulomb sebesar 10f, berapakah gaya coulombnya jika muatan q1 dijadikan 2 kali semula? Pembahasan:Diketahui :Dua buah muatan yaitu Q1 dan Q2Gaya coulomb pada kedua muatan yaitu 10fMasing-masing muatan diperbesar, sehingga Q1' = 2Q1Ditanya :Gaya coulomb sekarang, F'Jawab :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F'/F= Q1'.Q2'/Q1.Q2F'/10f = 2Q1.Q2/Q1.Q2F' = 2 × 10fF' = 20 fJadi gaya coulomb sekarang menjadi sebesar 20 f9. Dua muatan berjarak r memberikan gaya coulomb sebesar F. Berapa besarnya gaya Coulomb apabila jaraknya diperkecil menjadi 1/2 r? Pembahasan:Diketahui :Jarak=rGaya Coulomb =fJarak 2 =(1/2)rDitanya :Berapa besar Gaya Coulomb 2?JawabanF = (k × Q1.Q2)/(r)²F'/F = (1/(1/2r)²)/(1/(r)²)F'/F = 4r²/r²F'/F = 4/1Sehingga didapatkan Besarnya gaya coulomb adalah 4 kali lebih besar dari semula bila jaraknya diperkecil menjadi 1/2 r 10. Suatu muatan sebesar 6 mikro coulomb terletak 9 cm dari muatan lain sebesar -6 mikro coulomb. Hitunglah gaya yang terjadi diantara kedua muatan tersebut!(k= 9×10⁹N m²/C² ) a. 20 Nb. 40 Nc. 60 Nd. 80 Ne. 100 NPembahasan :Diketahui :Q1 = 6 mikro Coulomb = 6 × 10⁻⁶ CoulombQ2 = -6 mikro Coulomb = -6 × 10⁻⁶ Coulombr = 9 cm = 0,09 mk= 9×10⁹N m²/C² Ditanya : F =?Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F = (9 × 10⁹ × 6 × 10⁻⁶ × 6 × 10⁻⁶)/(0,09²)F = 40 Newton
Maka Gaya Coulomb yang dialami adalah 40 Newton (b)
11. Dua buah muatan berada pada jarak 3 cm mengalami gaya coulomb sebesar 100 N. Berapakah besar gaya coulomb jika jaraknya diubah menjadi 6 cm. a. 10 Nb. 25 Nc. 30 Nd. 45 Ne. 50 NPembahasan :Diketahui :r₁ = 3 cm = 3 × 10⁻² mF₁ = 100 Nr₂ = 6 cm = 6 × 10⁻² mDitanya :F₂ = .... ?Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F × r² = K × q1 × q2F × r² = KonstanF₁ × r₁² = F₂ × r₂²100 × (3 × 10⁻²)² = F₂ × (6 × 10⁻²)²F₂= (100 × (3 × 10⁻²)²) / ((6 × 10⁻²)²)F₂= 25 NewtonMaka besar Gaya Coulomb adalah 25 Newton (b)12. Gaya Coulomb yang dialami q dari titik A sebesar 12 N. Jika muatan q digeser mendekati titik A sejauh 6 cm, gaya Coulomb yang dialami muatan q sebesar ....(K = 9 × 10⁹ Nm²/C²)
(A(q₁= 4 µC))......................................(B(q₂))
Sehingga didapatkan Besarnya gaya coulomb adalah 16 kali lebih besar dari semula bila jaraknya diperkecil menjadi 5 cm.
21. Dua buah muatan sebesar 25 mikro coulomb dan 16 micro coulomb terpisah sejauh 1 meter tentukan gaya coulomb yang dialami muatan tersebut PembahasanDiketahui :Q1 = 25 micro coulomb = 25.10⁻⁶ C Q2 = 16 micro coulomb = 16.10⁻⁶ C r = 1 meterK = 9 × 10⁹ Nm²/C²Ditanya :F =...?Jawaban :F = (k × Q1.Q2)/(r)²F = (9 × 10⁹ × 25.10⁻⁶ × 16.10⁻⁶) / (1)²F = 3,6 NewtonMaka Gaya Coulombnya adalah 3,6 Newton22.Dua buah muatan listrik diletakkan dengan jarak 5 cm sehingga menghasilkan gaya Coulomb sebesar 10 N. Jika gaya Coulomb keduanya menjadi 40 N, jarak kedua muatan listrik sebesar...Pembahasan:Diketahui :Jarak = r = 5 cm = 0,05 mGaya Coulomb = F = 10 NGaya Coulomb = F' = 40 NDitanya :Jarak ketika gaya Coulomb 40 N = r'=?JawabanF = (k × Q1.Q2)/(r)²F'/F = (1/(r')²)/(1/(r)²)40/10 = (1/(r')²)/(1/(0,05)²)r' = 0,025 m =2,5 cm
Sehingga didapatkan jarak r' adalah 2,5 cm.
Latihan Soal Gaya Listrik
1. Dua muatan sama besar terpisah jarak sejauh r menghasilkan gaya coulomb sebesar f. jika jarak antarmuatan 1/4R, besar gaya coulomb menjadi..2. Dua benda bermuatan berjarak 3cm memiliki gaya coulomb sebesar 90N jika jarak kedua benda bermuatan diubah menjadi 9cm besar gaya coulomb adalah3. Dua benda bermuatan listrik didekatkan menimbulkan gaya coulomb (gaya tarik/gaya tolak) sebesar 10 N. Jika muatan menjadi 2 kali (2×) muatan semula, maka besar gaya coulomb sekarang menjadi? 4. Diketahui dua muatan tidak sejenis masing-masing Q1 dan Q2 berada pada R memiliki gaya coulomb sebesar F.besar gaya coulomb jika muatan pertama dibesarkan 4 kali adalah 5. Dua benda A dan B masing-masing bermuatan listrik sebesar 6 × 10 ⁻⁹ C dan 8 × 10 ⁻⁹ C pada jarak 4 cm. Gaya tolak-menolak antara kedua benda itu tersebut adalah .... 6. Dua muatan sama besar terpisah sejauh R menghasilkan gaya Coulomb sebesar F. Jika jarak antara muatan diubah menjadi ¼ R, besar gaya Coulomb menjadi ….
7. Gaya coulomb yang dialami q dari titik A sebesar 12N. jika muatan q digeser mendekati titik A sejauh 6 cm, gaya coulomb yang dialami muatan q sebesar (1μC=10⁻⁶ C )
8. Jika muatan sebesar 25 C memiliki gaya coulomb sebesar 100 N berapa besar kuat medannya 9. Soal UN 1999/2000 No. 11Titik A terletak dalam medan listrik. Kuat medan listrik di titik A= 0,5 N/C. Jika di titik A diletakkan benda bermuatan listrik 0,25 C, maka pada benda tersebut bekerja gaya Coulomb sebesar …A. 0,125 NB. 0,25 NC. 0,35 ND. 0,40 NE. 0,70 N10. Soal UN 2002/2003Dua buah muatan masing-masing 5 C dan 4 C berjarak 3 m satu sama lain. Jika diketahui 9 × 10⁹ Nm²/C², maka besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah …
11. Soal UN 2007/2008UN-08-27A-31BMuatan listrik +q1 = 10 μC ; +q2 = 20 μC ; dan q3 terpisah seperti pada gambar di bawah. Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q2 = nol ; maka muatan q3 adalah…A. +2,5 μCB. –2,5 μCC. +25 μCD. –25 μCE. +4 μC12. Soal UN 2008/2009 P4 No.25Titik A dan B masing-masing bermuatan listrik −10 μC dan +40 μC. Mula-mula kedua muatan diletakkan terpisah 0,5 meter sehingga timbul gaya Coulomb F Newton. Jika jarak A dan B diubah menjadi 1,5 meter, maka gaya Coulomb yang timbul adalah….A. 1/9 FB. 1/3 FC. 3/2 FD. 3 FE. 9 F13. Soal UN 2009/2010 P70 No.33Sistem dengan 3 muatan bebas sama besar diletakkan sehingga seimbang seperti gambar. Jika Q3 digeser 1/3 × mendekati Q2, maka perbandingan besar gaya Coulomb F2 : F1 menjadi….
14. SOAL UN FISIKA 2011 PAKET 25
Perhatikan gambar di bawah. Ketiga muatan listrik q1, q, dan q2 adalah segaris. Bila q = 5,0 μC dan d = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah… (k=9 × 10⁹ Nm²/C²)
A. 7,5 N menuju q1B. 7,5 N menuju q2C. 15 N menuju q1D. 22,5 N menuju q1E. 22,5 N menuju q2 15. Dua buah muatan Q1 dan Q2 berada pada jarak r memiliki gaya coulomb sebesar Fc. Berapakah gaya coulomb ,jika muatan pertama diperbesar 20 kali?
Terinspirasi oleh,gurumuda.net dan brainly.co.id