Home / Ilmu Pendidikan / matematika / Materi Pelajaran

CONTOH SOAL MEDAN LISTRIK DAN HUKUM COULOMB SERTA PEMBAHASANNYA

By Tentang Ilmu
Pembahasan Soal Fisika kali ini berhubungan dengan medan listrik.
Seperti yang kita ketahui bahwa Hukum Coulomb merupakan aturan yg mengungkapkan interaksi antara gaya yg timbul antara 2 titik muatan, yg terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan serta jeda pisah keduanya.

Sedangkan "Medan" adalah ruang di sekitar benda yang setiap titik pada ruang tadi akan terpengaruh oleh gaya yg disebabkan benda.

Karena yg diselidiki merupakan benda-benda yang mengandung muatan listrik, maka aturan coulomb tadi dapat menjadi acuan pada merumuskan  medan listrik.

Disini anda akan menjumpai beberapa soal medan listrik yg membahas tentang kuat medan listrik dalam suatu titik, gaya coulomb atau gaya listrik, soal tentang resultan medan, besar gaya listrik pada suatu muatan dsb.

Contoh Soal Medan Listrik

Soal No.1
Jika diketahui dua buah muatan listrik yang nilainya merupakan : 3×10-6 C dan 6×10-6 C serta terpisah pada jarak tiga centimeter. Hitunglah nilai atau besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tadi ?

Pembahasan
F = k
q1 . Q2/r2

F = 9x109
3x10-6 . 6x10-6/(3x10-2)2

F = 9x109
18x10-12/9x10-4

F = 1,8x102 N

Soal No.2
Berapakah bertenaga medan listrik di titik A yang mempunyai jeda sebesar 3cm menurut muatan yg bernilai +8x10-9 C ?

Pembahasan
EP = k
q/r2

EP = 9x109
8x10-9/(3x10-dua)2

EP = 8x104 N/C

Soal No.3
Jika bertenaga medan listrik pada sebuah titik yg mempunyai jarah sebesar 3 cm berdasarkan muatan positif adalah 100 N/C. Hitunglah kuat medan lisrik dalam titik lain yang memiliki jeda sebanyak 6 centimeter berdasarkan muatan tadi ?

Pembahasan
r1 = tiga cm
r2 = 6 centimeter
E1 = 100 N/C

Perbandingan medan listrik :
E2/E1
=

kq/r22
/
kq/r12

E2/E1
= (
r1/r2
)2
E2/100
= (
3/6
)2
E2/100
=
9/36

E2 =
9/36
100 = 25 N/C

Jadi kuat medan lisrik pada titik lain yg mempunyai jarak sebesar 6 centimeter berdasarkan muatan tersebut merupakan :25 N/C

Soal No.4
Jika diketahui muatan q1 = -20µC dan muatan q2 = = -40µC. Jika dalam titik P yang jaraknya 20 cm dari q2, resultan kuat medan listrik bernilai nol. Berapakah jarak titik P menurut muatan q1 ?

Pembahasan
q1 = -20µC
q2 = = -40µC
r2 = 20 cm = 0,dua m

Resultan bertenaga medan listrik bernilai nol pada titik P, maka :
E1 = E2
k
q1/r12
= k
q2/r22

20x10-6/r12
=
40x10-6/(0,dua)2

r12 =
0,8x10-6/40x10-6

r12 = 0,02
r1 = 0,14 meter
r1 = 14 cm
Jadi jarak titik P dari muatan q1 merupakan 14 cm

Soal No.5
Dua butir muatan masing-masing qA bernilai 2µC serta qB bernilai -4µC. Jika titik C berada diantara kedua muatan tersebut serta berjarak 10 centimeter dari muatan qA, hitunglah bertenaga medan listrik di titik C dampak dampak kedua muatan tadi ?

Pembahasan
qA = 2µC = 2x10-6 C
qB = -4µC = -4x10-6 C
rCA = 10 centimeter = 0,1 m
rCB = 20 Cm = 0,dua m
EC = EA + EB
EC = k(
qA/rCA2
+
qB/rCb2
)
EC = 9x109(
2x10-6/(0,1)2
+
4x10-6/(0,dua)2
)
EC = 9x109(2x10-4 + 10-4)
EC = (18+9) x 105 = 27x105 N/C

Soal No.6
Dua buah muatan masing-masing qA bernilai -1µC dan qB bernilai -4µC. Apabila jeda kedua muatan tadi merupakan 9 centimeter. Maka letak titik yang kuat medannya nol merupakan....?

Pembahasan
Agar menghasilkan bertenaga medan listrik nol, maka arah medan listriknya antagonis diantara kedau muatan.
EA = EA
k
qA/rA2
= k
qB/rB2

10-6/x2
=
4x10-6/(9-x)2

(9-x)dua/x2
= 4
(9-x)/x
= √4 =dua
9 - x = 2x
9 = 2x + x
9 = 3x
x = tiga centimeter
Jadi letak titik yg kuat medannya nol adalah 3 cm di kanan A

Soal No.7
Jika dua butir titik berjarak 4 meter bermuatan masing-masing +q1 dan +q2. Berapa perbandingan antara q1 dan q2 bila medan listrik pada titik yg berjarak 1 meter menurut q1 bernilai nol

Pembahasan
Karena dalam titik A medan listriknya sama menggunakan nol maka E1-E2 = 0
E1 = E2. Kita menerima persamaan :
EA = EA
k
q1/r12
= k
q2/r22

q1/12
=
q2/32

q2 = 9q1

Baca Juga