Contoh Soal Hukum Coulomb

KOMPAS.com – Hukum Coulomb merupakan salah satu hukum gaya listrik yang ditemukan oleh seorang fisikawan asal Prancis bernama Charles Augustin de Coulomb. Untuk lebih memahami tentang hukum Coulomb, berikut adalah contoh soal dan pembahasannya!

Contoh soal 1

daerah muatan listrik q1 positif dan q2 negatif:

1. Muatan Q1 menarik muatan Q2
2. Gaya Coulomb sebanding dengan Q1 dan Q2
3. Gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara Q1 dan Q2
4. Kuat medan listrik di tengah-tengah antara Q1 dan Q2 adalah nol

Maka, pernyataan yang benar adalah ...

Jawaban: a, b, dan c

Dilansir dari Enyclopedia Britannica , menurut Coulomb muatan positif muatan negatif. Sehingga, muatan positif Q1 menarik muatan positif Q2. Maka, pernyataan a adalah benar.

Baca juga: Manfaat Gaya Listrik dalam Kehidupan Sehari-hari

Rumus gaya Coulomb:

Kompas.com/SILMI NURUL UTAMI Rumus gaya Coulomb antar dua muatan

Dari rumusan tersebut terlihat bahwa semakin besar muatan Q1 dan Q2, maka akan semakin besar pula gaya Coulombnya. Artinya, gaya Coulomb sebanding dengan Q1 dan Q2 (pernyataan b benar).

Dari rumus juga terlihat bahwa gaya Coulomb terbalik terbalik dengan kuadrat jarak (r²). Artinya, semakin besar jarak antar muatan maka akan semakin kecil gaya Coulomb yang dihasilkan (penyataan c) benar.

Baca juga: Cara Kerja Panel Listrik Tenaga Surya

Dilansir dari HyperPhysics Concepts , medan listrik ke luar dari muatan positif menuju muatan negatif (menjauhi Q1). Sedangkan, arah muatan negatif Q2 memiliki medan listrik yang arahnya masuk ke dalam Q2 (mendekati muatan). Sehingga, medan listrik kedua muatan tersebut searah dan tidak saling meniadakan.

Artinya, kuat medan listrik muatan Q1 dan Q2 tidak sama dengan nol. Namun, berapa jumlahnya medan listriknya tidak dapat diketahui, karena besar muatan Q1 dan Q2 juga tidak diketahui (pernyataan d salah).

Contoh soal 2

Dua titik titik 8 cm seperti pada gambar di bawah besar medan listrik di titik P adalah …

Kompas.com/SILMI NURUL UTAMI Titik P di antara dua muatan berbeda

Jawaban:

Pertama-tama kita harus mengubah satuan variabel-variabel soal di atas ke dalam satuan internasional sebagai berikut:

qA = -4 pC = 4 x 10^-12 C
qB = 18 pC = 18 x 10^-12 C
Jarak qA ke P = rAP = 2 cm = 2 x 10^-2 m
Jarak qB ke P = 8 cm – rAP = 6 cm = 6 x 10^-2 m

Setelah diubah satuannya, kita dapat menemukan besar medan listrik dari masing-masing

Kompas.com/SILMI NURUL UTAMI Cara menghitung medan listrik suatu muatan

Baca juga: Bisakah Lubang Hitam Menghilang dari Alam Semesta?

Contoh soal 3

Gaya coulomb yang dialami kedua muatan a dan b adalah 3×10^-4 N. Jika besar muatan a dan b masing-masing 2×10^-6 C dan 1,5 ×10^-6 C. muatan muatan a muatan b ?

Jawaban:

F = 3×10^-4 N
qA = 2×10^-6 C
qB = 1,5 ×10^-6 C

Besar medan listrik muatan B (EB) yang ditimbulkan oleh muatan A (qA) dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

E = F / qA
= 3×10^-4 / 2×10^-6
= 1,5 x 10^10

Sehingga, medan listrik yang diberikan B dirasakan oleh muatan A sebesar 1,5 x 10^10 N/C.