√Pembahasan Soal Gaya Gravitasi ⊗ Full Pembahasanya

Pembahasan Soal MIPA , Baik dari segi perhitungan serta rumus singkatnya, sangatlah dibutuhkan untuk membantu dalam menyelesaikan permasalahan yang dihadapi oleh setiap siswa.Kebanyakan dari siswa itu kurang menyukainya karena mereka menganggapnya sangatlah rumit dan susah dengan berbagai rumus yang ada.

√Pembahasan Soal Gaya Gravitasi ⊗ Full Pembahasanya

Dan jika kita lihat dari sisi yang positif, MIPA -Matemarika dan csnya jika kita nalar dari segi logika sebenarnya sangatlagh mudah. Dan kita tidak perlu menghapal rumusnya. Sebab pada dasarnya MIPA meruapakan ilmu pasti yang memang sudah di tentukan dan di golongkan solusi dari permasalahan yang ada,.

Trik Menyukai MIPA : kita jangan anggap MIPA itu pelajaran yang membosankan,dan susah, saat belajar MIPA kita hubungankan dengan dengan kehidupan sehari-hari, belajar MIPA bisa kita buat ke sebuah cerita yang menarik

Pembahasan soal gaya gravitasi

1. Soal UN 2010/2011 P12 No. 7

Perbandingan massa planet A dan B adalah 2 : 3 sedangkan perbandingan jari-jari planet A dan B adalah 1 : 2. Jika berat benda di planet A adalah w, maka berat benda tersebut di planet B adalah….

A. 3/8 w

B. 3/4 w

C. 1/2 w

D. 4/3 w

E. 8/3 w

Pembahasan

Diketahui :

Massa planet A (mA) = 2

Massa planet B (mB) = 3

Jari-jari planet A (rA) = 1

Jari-jari planet B (rB) = 2

Massa benda = m

Berat benda di planet A = w

Ditanya : berat benda di planet B

Jawab :

Rumus gaya berat yang diturunkan dari hukum Gravitasi Newton adalah :

Keterangan : w = berat, G = konstanta gravitasi umum, M = massa planet, m = massa benda, r = jarak benda dari pusat planet. Jika benda berada di permukaan planet maka r = jari-jari planet.

Massa benda sama karenanya gantikan m dengan w/2G

Jawaban yang benar adalah A.

2. Soal UN 2000/2001

Sebuah roket yang beratnya w diluncurkan vertikal ke atas dari muka bumi. Jika D adalah diameter bumi, maka tepat saat roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi, berat roket adalah …

A. 4 w

B. 2 w

C. w

D. 0,5 w

E. 0,25 w

Pembahasan

Diketahui :

Berat roket = w

Jari-jari bumi = jarak dari pusat bumi = R

Diameter bumi = D = 2R

Ditanya : Berat roket ketika roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi

Jawab :

0,5 D = 0,5 (2R) = R

Jarak roket dari pusat bumi = jari-jari bumi + jarak roket dari muka bumi = R + R = 2R

Berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda. Gaya gravitasi (F) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari pusat bumi (R) sehingga berat berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Jawaban yang benar adalah E.

3. Soal UN 2008/2009 P04 No. 6

Tabel data fisis benda A dan benda B terhadap permukaan bumi yang memiliki jari-jari R. Perbandingan kuat medan gravitasi benda A dengan benda B adalah…

A. 2 : 1

B. 4 : 1

C. 1 : 4

D. 9 : 4

E. 4 : 9

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda A (mA) = 1

Massa benda B (mB) = 2

Jarak benda A dari planet bumi (rA) = 1

Jarak benda B dari planet bumi (rB) = 2

Ditanya : perbandingan kuat medan gravitasi benda A (gA) dengan benda B (gB)

Jawab :

Rumus kuat medan gravitasi bumi :

Keterangan : g = kuat medan gravitasi bumi, G = konstanta gravitasi universal, mB = massa bumi, rB = jari-jari bumi

Perbandingan kuat medan gravitasi benda A (gA) dengan benda B (gB)

gA : gB

G : G/2

1 : 1/2

2 : 1

Jawaban yang benar adalah A.

4. Soal UN 2008/2009 P45 No. 6

Jika kedudukan benda A adalah 1/2 R di atas permukaan bumi, sedangkan kedudukan benda B adalah 2R di atas permukaan bumi (R = jari-jari bumi), maka perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B adalah …

A. 1 : 8

B. 1 : 4

C. 2 : 3

D. 4 : 1

E. 8 : 1

Pembahasan

Diketahui :

Jarak benda A dari pusat bumi = 0,5R + R = 1,5R = 1,5

Jarak benda B dari pusat bumi = 2R + R = 3R = 3

Ditanya : perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B

Jawab :

Perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B :

Jawaban yang benar adalah D.

5. Soal UN 2009/2010 P70 No. 10

Seorang astronot ketika berada di permukaan bumi mengalami medan gravitasi sebesar g, maka ketika berada pada ketinggian 1,5 R dari permukaan bumi akan mengalami medan gravitasi sebesar …. (R = jari-jari bumi).

A. g/0,50

B. g/2,25

C. g/6,25

D. g/7,50

E. g/6,00

Pembahasan

Gaya gravitasi (F) berbanding lurus dengan medan gravitasi (g). Makin besar gaya gravitasi maka medan gravitasi juga semakin besar. Gaya gravitasi (F) yang dialami suatu benda berbanding lurus dengan 1/r2, di mana r = jarak suatu benda dari pusat bumi. Karena gaya gravitasi berbanding lurus dengan 1/r2 maka medan gravitasi (g) juga berbanding lurus dengan 1/r2.

Ketika astronot berada di permukaan bumi yang berjarak R (R = jari-jari bumi) dari pusat bumi, medan gravitasi yang dialaminya adalah g. Hal ini dapat dibuktikan melalui perhitungan berikut :

Medan gravitasi (g) sebanding dengan 1/R2. Jika R = 1 maka 1 / R2 = 1 / 12 = 1 / 1 = 1. Apabila jarak astronot dari pusat bumi = 1 maka ia mengalami medan gravitasi sebesar = (g)(1) = g.

Jarak astronot dari pusat bumi adalah 1,5R = 1,5(1) = 1,5 maka ia mengalami medan gravitasi sebesar : 1 / R2 = 1 / 1,52 = 1 / 2,25. Jadi apabila jarak astronot dari pusat bumi = 1,5 maka ia mengalami medan gravitasi sebesar = (g)(1 / 2,25) = g / 2,25

Jawaban yang benar adalah B.

6. Soal UN 2009/2010 P04 No. 5

Perbandingan kuat medan gravitasi bumi untuk dua benda, yang satu di permukaan bumi dan satu lagi di ketinggian yang berjarak ½ R dari permukaan bumi (R = jari-jari bumi) adalah….

A. 1 : 2

B. 2 : 3

C. 3 : 2

D. 4 : 9

E. 9 : 4

Pembahasan

Diketahui :

Jarak benda A dari pusat bumi (rA) = R = 1

Jarak benda B dari pusat bumi (rB) = 0,5R + R = 1,5R = 1,5

Ditanya : perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B

Jawab :

Perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B :

Jawaban yang benar adalah E.

Hukum Gravitasi Newton 63.92 KB

Pembahasan soal gaya listrik

1. Soal UN 2011/2012 A81 No.32

Tiga buah muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar …. (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 μC = 10−6 C)

A. 09 x 101 N ke muatan C

B. 09 x 101 N ke muatan A

C. 18 x 101 N ke muatan C

D. 18 x 101 N ke muatan A

E. 36 x 101 N ke muatan C

Pembahasan

Diketahui :

qA = 10 µC = 10 x 10-6 C = 10-5 Coulomb

qB = 10 µC = 10 x 10-6 = 10-5 Coulomb

qC = 20 µC = 20 x 10-6 = 2 x 10-5 Coulomb

rAB = 0,1 meter = 10-1 meter

rBC = 0,1 meter = 10-1 meter

k = 9 x 109 Nm2C−2

Ditanya : Gaya Coulomb yang dialami muatan B

Jawab :

Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (FAB) serta gaya Coulomb antara muatan B dan C (FBC). Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B merupakan resultan dari FAB dan FBC.

Gaya Coulomb antara muatan A dan B :

Muatan A bertanda positif dan muatan B bertanda positif sehingga FAB menuju muatan C.

Gaya Coulomb antara muatan B dan C :

Muatan B bertanda positif dan muatan C bertanda positif sehingga FBC menuju muatan A.

Gaya Coulomb yang dialami muatan B :

FB = FBC – FAB = 180-90 = 90 N

Besar gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B (FB) adalah 90 Newton. Arah FB sama dengan arah FBC yakni menuju muatan A.

Jawaban yang benar adalah B.

2. Soal UN 2011/2012 C61 No.32

Besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B adalah… (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 μC = 10−6 C)

A. 2,5 k Q2 r-2 ke kiri

B. 2,5 k Q2 r-2 ke kanan

C. 2 k Q2 r-2 ke kiri

D. 2 k Q2 r-2 ke kanan

E. 1 k Q2 r-2 ke kiri

Pembahasan

Diketahui :

Muatan A (qA) = +Q

Muatan B (qB) = -2Q

Muatan C (qC) = -Q

Jarak antara muatan A dan B (rAB) = r

Jarak antara muatan B dan C (rBC) = 2r

k = 9 x 109 Nm2C−2

Ditanya : besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B

Jawab :

Gaya Coulomb antara muatan A dan muatan B :

Muatan A positif dan muatan B negatif sehingga arah FAB menuju muatan A

Gaya Coulomb antara muatan B dan muatan C :

Muatan B negatif dan muatan C negatif sehingga arah FBC menuju muatan A

Resultan gaya yang bekerja pada muatan B :

F = FAB + FBC = 2 k Q2/r2 + 0,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2 r-2

Arah gaya Coulomb menuju muatan A atau ke kiri.

Jawaban yang benar adalah A.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.26

Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.109 Nm2.C-2, maka gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

E. 120 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan listrik di A (qA) = 8 µC = 8 x 10-6 Coulomb

Gaya listrik antara kedua muatan (F) = 45 Newton

Jarak antara kedua muatan (rAB) = 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10-2 meter

Konstanta (k) = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya : Gaya listrik antara kedua muatan jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm atau 0,01 meter

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik di B, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik di A digeser ke kanan sejauh 1 cm.

Muatan listrik di B :

Rumus hukum Coulomb :

F = k (qA)(qB) / r2

F r2 = k (qA)(qB)

qB = F r2 / k (qA)

Muatan listrik di B :

qB = (45)(4 x 10-2)2 / (9 x 109)(8 x 10-6)

qB = (45)(16 x 10-4) / 72 x 103

qB = (720 x 10-4) / (72 x 103)

qB = 10 x 10-7 Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik A dan B :

Jika muatan di A digeser ke kanan sejauh 1 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 3 cm = 0,03 meter = 3 x 10-2 meter

F = k (qA)(qB) / r2

F = (9 x 109)(8 x 10-6)(10 x 10-7) / (3 x 10-2)2

F = (9 x 109)(80 x 10-13) / (9 x 10-4)

F = (1 x 109)(80 x 10-13) / (1 x 10-4)

F = (80 x 10-4) / (1 x 10-4)

F = 80 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

4. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.26

Dua muatan listrik P dan Q yang terpisah 10 cm mengalami gaya tarik menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P (1 µC = 10-6 C dan k = 9 x 109 Nm2.C-2), maka gaya listrik yang terjadi adalah…

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

E. 56 N

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antara muatan P dan Q (rPQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10-1 m

Gaya listrik antara muatan P dan Q (F) = 8 N

Muatan listrik Q (qQ) = 40 µC = 40 x 10-6 C

Konstanta (k) = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya : Gaya listrik antara muatan P dan Q jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik P, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik Q digeser 5 cm menuju muatan P.

Muatan listrik P :

qP = F r2 / k (qQ)

qP = (8)(1 x 10-1)2 / (9 x 109)(40 x 10-6)

qP = (8)(1 x 10-2) / 360 x 103

qP = (8 x 10-2) / (36 x 104)

qP = (1 x 10-2) / (4,5 x 104)

qP = (1/4,5) x 10-6 Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik P dan Q :

Jika muatan di Q digeser ke kiri 5 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 5 cm = 0,05 meter = 5 x 10-2 meter

F = k (qP)(qQ) / r2

F = (9 x 109)( (1/4,5) x 10-6)(40 x 10-6) / (5 x 10-2)2

F = (2 x 103)(40 x 10-6) / (25 x 10-4)

F = (80 x 10-3) / (25 x 10-4)

F = 3,2 x 101

F = 32 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

5. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 70 No.26

Perhatikan gambar muatan listrik berikut. Gaya listrik yang dialami muatan qB adalah 8 N (1 µC = 10-6 C) dan (k = 9.109 N.m2.C-2). Jika muatan qB digeser menjadi 4 cm dari A, maka gaya listrik yang dialami qB sekarang adalah…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

E. 10 N

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antara muatan A dan B (rAB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10-2 m

Gaya listrik antara muatan A dan B (F) = 8 N

Muatan listrik A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 C

Konstanta (k) = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya : Gaya listrik antara muatan A dan B jika jarak antara kedua muatan menjadi 4 cm

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik B, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik jika jarak kedua muatan listrik menjadi 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10-2 meter.

Muatan listrik B :

qB = F r2 / k (qA)

qB = (8)(2 x 10-2)2 / (9 x 109)(2 x 10-6)

qB = (8)(4 x 10-4) / (18 x 103)

qB = (32 x 10-4) / (18 x 103)

qB = (32/18) x 10-7

qB = (16/9) x 10-7 Coulomb

Gaya listrik antara muatan A dan B :

F = k (qA)(qB) / r2

F = (9 x 109)(2 x 10-6)( (16/9) x 10-7) / (4 x 10-2)2

F = (18 x 103)( (16/9) x 10-7) / (16 x 10-4)

F = (2 x 103)(16 x 10-7) / (16 x 10-4)

F = (2 x 103)(1 x 10-7) / (1 x 10-4)

F = (2 x 10-4) / (1 x 10-4)

F = 2 Newton

Jawaban yang benar adalah A.

6. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.26

Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.109 N.m2.C-2, 1 µ = 10-6). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

E. 0,4 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan pada titik A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik B (qB) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik C (qC) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb

Jarak B ke C (rBC) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10-1 meter

Jarak B ke A (rBA) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10-1 meter

k = 9.109 N.m2.C-2

Ditanya : Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B

Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C :

FBC = k (qB)(qC) / rBC2

FBC = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2

FBC = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)

FBC = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)

FBC = 9 x 10-1

FBC = 0,9 Newton

Muatan listrik pada titik B dan C positif karenanya arah gaya listrik FBC ke kiri, menjauhi titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A :

FBA = k (qB)(qA) / rBA2

FBA = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2

FBA = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)

FBA = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)

FBA = 9 x 10-1

FBA = 0,9 Newton

Muatan listrik pada titik B dan A positif karenanya arah gaya listrik FBA ke bawah, menjauhi titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

Jawaban yang benar adalah B.

7. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.26

Perhatikan gambar berikut ini!

Tiga muatan Q1, Q2, dan Q3 berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9.109 N.m2.C-2 dan 1 µ = 10-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

E. 12 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan pada titik A (qA) = 3 µC = 3 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik B (qB) = -10 µC = -10 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik C (qC) = 4 µC = 4 x 10-6 Coulomb

Jarak B ke C (rBC) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10-1 meter

Jarak B ke A (rBA) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10-1 meter

k = 9.109 N.m2.C-2

Ditanya : Resultan gaya Coulomb pada titik B

Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C :

FBC = k (qB)(qC) / rBC2

FBC = (9 x 109)(10 x 10-6)(4 x 10-6) / (3 x 10-1)2

FBC = (9 x 109)(40 x 10-12) / (9 x 10-2)

FBC = (360 x 10-3) / (9 x 10-2)

FBC = 40 x 10-1

FBC = 4 Newton

Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik C bertanda positif, karenanya arah gaya listrik FBC ke kanan menuju titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A :

FBA = k (qB)(qA) / rBA2

FBA = (9 x 109)(10 x 10-6)(3 x 10-6) / (3 x 10-1)2

FBA = (9 x 109)(30 x 10-12) / (9 x 10-2)

FBA = (270 x 10-3) / (9 x 10-2)

FBA = 30 x 10-1

FBA = 3 Newton

Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik A bertanda positif, karenanya arah gaya listrik FBA ke atas menuju titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

Jawaban yang benar adalah B.

Gaya listrik dan medan listrik 335.95 KB

Pembahasan soal gaya listrik

1. Soal UN 2011/2012 A81 No.32

Tiga buah muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar …. (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 μC = 10−6 C)

A. 09 x 101 N ke muatan C

B. 09 x 101 N ke muatan A

C. 18 x 101 N ke muatan C

D. 18 x 101 N ke muatan A

E. 36 x 101 N ke muatan C

Pembahasan

Diketahui :

qA = 10 µC = 10 x 10-6 C = 10-5 Coulomb

qB = 10 µC = 10 x 10-6 = 10-5 Coulomb

qC = 20 µC = 20 x 10-6 = 2 x 10-5 Coulomb

rAB = 0,1 meter = 10-1 meter

rBC = 0,1 meter = 10-1 meter

k = 9 x 109 Nm2C−2

Ditanya : Gaya Coulomb yang dialami muatan B

Jawab :

Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (FAB) serta gaya Coulomb antara muatan B dan C (FBC). Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B merupakan resultan dari FAB dan FBC.

Gaya Coulomb antara muatan A dan B :

Muatan A bertanda positif dan muatan B bertanda positif sehingga FAB menuju muatan C.

Gaya Coulomb antara muatan B dan C :

Muatan B bertanda positif dan muatan C bertanda positif sehingga FBC menuju muatan A.

Gaya Coulomb yang dialami muatan B :

FB = FBC – FAB = 180-90 = 90 N

Besar gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B (FB) adalah 90 Newton. Arah FB sama dengan arah FBC yakni menuju muatan A.

Jawaban yang benar adalah B.

2. Soal UN 2011/2012 C61 No.32

Besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B adalah… (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 μC = 10−6 C)

A. 2,5 k Q2 r-2 ke kiri

B. 2,5 k Q2 r-2 ke kanan

C. 2 k Q2 r-2 ke kiri

D. 2 k Q2 r-2 ke kanan

E. 1 k Q2 r-2 ke kiri

Pembahasan

Diketahui :

Muatan A (qA) = +Q

Muatan B (qB) = -2Q

Muatan C (qC) = -Q

Jarak antara muatan A dan B (rAB) = r

Jarak antara muatan B dan C (rBC) = 2r

k = 9 x 109 Nm2C−2

Ditanya : besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B

Jawab :

Gaya Coulomb antara muatan A dan muatan B :

Muatan A positif dan muatan B negatif sehingga arah FAB menuju muatan A

Gaya Coulomb antara muatan B dan muatan C :

Muatan B negatif dan muatan C negatif sehingga arah FBC menuju muatan A

Resultan gaya yang bekerja pada muatan B :

F = FAB + FBC = 2 k Q2/r2 + 0,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2/r2 = 2,5 k Q2 r-2

Arah gaya Coulomb menuju muatan A atau ke kiri.

Jawaban yang benar adalah A.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.26

Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.109 Nm2.C-2, maka gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah…

A. 45 N

B. 60 N

C. 80 N

D. 90 N

E. 120 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan listrik di A (qA) = 8 µC = 8 x 10-6 Coulomb

Gaya listrik antara kedua muatan (F) = 45 Newton

Jarak antara kedua muatan (rAB) = 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10-2 meter

Konstanta (k) = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya : Gaya listrik antara kedua muatan jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm atau 0,01 meter

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik di B, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik di A digeser ke kanan sejauh 1 cm.

Muatan listrik di B :

Rumus hukum Coulomb :

F = k (qA)(qB) / r2

F r2 = k (qA)(qB)

qB = F r2 / k (qA)

Muatan listrik di B :

qB = (45)(4 x 10-2)2 / (9 x 109)(8 x 10-6)

qB = (45)(16 x 10-4) / 72 x 103

qB = (720 x 10-4) / (72 x 103)

qB = 10 x 10-7 Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik A dan B :

Jika muatan di A digeser ke kanan sejauh 1 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 3 cm = 0,03 meter = 3 x 10-2 meter

F = k (qA)(qB) / r2

F = (9 x 109)(8 x 10-6)(10 x 10-7) / (3 x 10-2)2

F = (9 x 109)(80 x 10-13) / (9 x 10-4)

F = (1 x 109)(80 x 10-13) / (1 x 10-4)

F = (80 x 10-4) / (1 x 10-4)

F = 80 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

4. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.26

Dua muatan listrik P dan Q yang terpisah 10 cm mengalami gaya tarik menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P (1 µC = 10-6 C dan k = 9 x 109 Nm2.C-2), maka gaya listrik yang terjadi adalah…

A. 8 N

B. 16 N

C. 32 N

D. 40 N

E. 56 N

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antara muatan P dan Q (rPQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10-1 m

Gaya listrik antara muatan P dan Q (F) = 8 N

Muatan listrik Q (qQ) = 40 µC = 40 x 10-6 C

Konstanta (k) = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya : Gaya listrik antara muatan P dan Q jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik P, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik Q digeser 5 cm menuju muatan P.

Muatan listrik P :

qP = F r2 / k (qQ)

qP = (8)(1 x 10-1)2 / (9 x 109)(40 x 10-6)

qP = (8)(1 x 10-2) / 360 x 103

qP = (8 x 10-2) / (36 x 104)

qP = (1 x 10-2) / (4,5 x 104)

qP = (1/4,5) x 10-6 Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik P dan Q :

Jika muatan di Q digeser ke kiri 5 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 5 cm = 0,05 meter = 5 x 10-2 meter

F = k (qP)(qQ) / r2

F = (9 x 109)( (1/4,5) x 10-6)(40 x 10-6) / (5 x 10-2)2

F = (2 x 103)(40 x 10-6) / (25 x 10-4)

F = (80 x 10-3) / (25 x 10-4)

F = 3,2 x 101

F = 32 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

5. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 70 No.26

Perhatikan gambar muatan listrik berikut. Gaya listrik yang dialami muatan qB adalah 8 N (1 µC = 10-6 C) dan (k = 9.109 N.m2.C-2). Jika muatan qB digeser menjadi 4 cm dari A, maka gaya listrik yang dialami qB sekarang adalah…

A. 2 N

B. 4 N

C. 6 N

D. 8 N

E. 10 N

Pembahasan

Diketahui :

Jarak antara muatan A dan B (rAB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10-2 m

Gaya listrik antara muatan A dan B (F) = 8 N

Muatan listrik A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 C

Konstanta (k) = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya : Gaya listrik antara muatan A dan B jika jarak antara kedua muatan menjadi 4 cm

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik B, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik jika jarak kedua muatan listrik menjadi 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10-2 meter.

Muatan listrik B :

qB = F r2 / k (qA)

qB = (8)(2 x 10-2)2 / (9 x 109)(2 x 10-6)

qB = (8)(4 x 10-4) / (18 x 103)

qB = (32 x 10-4) / (18 x 103)

qB = (32/18) x 10-7

qB = (16/9) x 10-7 Coulomb

Gaya listrik antara muatan A dan B :

F = k (qA)(qB) / r2

F = (9 x 109)(2 x 10-6)( (16/9) x 10-7) / (4 x 10-2)2

F = (18 x 103)( (16/9) x 10-7) / (16 x 10-4)

F = (2 x 103)(16 x 10-7) / (16 x 10-4)

F = (2 x 103)(1 x 10-7) / (1 x 10-4)

F = (2 x 10-4) / (1 x 10-4)

F = 2 Newton

Jawaban yang benar adalah A.

6. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.26

Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.109 N.m2.C-2, 1 µ = 10-6). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah….

A. 0,9√3 N

B. 0,9√2 N

C. 0,9 N

D. 0,81 N

E. 0,4 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan pada titik A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik B (qB) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik C (qC) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb

Jarak B ke C (rBC) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10-1 meter

Jarak B ke A (rBA) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10-1 meter

k = 9.109 N.m2.C-2

Ditanya : Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B

Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C :

FBC = k (qB)(qC) / rBC2

FBC = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2

FBC = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)

FBC = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)

FBC = 9 x 10-1

FBC = 0,9 Newton

Muatan listrik pada titik B dan C positif karenanya arah gaya listrik FBC ke kiri, menjauhi titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A :

FBA = k (qB)(qA) / rBA2

FBA = (9 x 109)(2 x 10-6)(2 x 10-6) / (2 x 10-1)2

FBA = (9 x 109)(4 x 10-12) / (4 x 10-2)

FBA = (36 x 10-3) / (4 x 10-2)

FBA = 9 x 10-1

FBA = 0,9 Newton

Muatan listrik pada titik B dan A positif karenanya arah gaya listrik FBA ke bawah, menjauhi titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

Jawaban yang benar adalah B.

7. Soal UN Fisika SMA/MA U-ZC-2013/2014 No.26

Perhatikan gambar berikut ini!

Tiga muatan Q1, Q2, dan Q3 berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9.109 N.m2.C-2 dan 1 µ = 10-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah….

A. 1 N

B. 5 N

C. 7 N

D. 10 N

E. 12 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan pada titik A (qA) = 3 µC = 3 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik B (qB) = -10 µC = -10 x 10-6 Coulomb

Muatan pada titik C (qC) = 4 µC = 4 x 10-6 Coulomb

Jarak B ke C (rBC) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10-1 meter

Jarak B ke A (rBA) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10-1 meter

k = 9.109 N.m2.C-2

Ditanya : Resultan gaya Coulomb pada titik B

Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C :

FBC = k (qB)(qC) / rBC2

FBC = (9 x 109)(10 x 10-6)(4 x 10-6) / (3 x 10-1)2

FBC = (9 x 109)(40 x 10-12) / (9 x 10-2)

FBC = (360 x 10-3) / (9 x 10-2)

FBC = 40 x 10-1

FBC = 4 Newton

Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik C bertanda positif, karenanya arah gaya listrik FBC ke kanan menuju titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A :

FBA = k (qB)(qA) / rBA2

FBA = (9 x 109)(10 x 10-6)(3 x 10-6) / (3 x 10-1)2

FBA = (9 x 109)(30 x 10-12) / (9 x 10-2)

FBA = (270 x 10-3) / (9 x 10-2)

FBA = 30 x 10-1

FBA = 3 Newton

Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik A bertanda positif, karenanya arah gaya listrik FBA ke atas menuju titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

Jawaban yang benar adalah B.

Gaya listrik dan medan listrik 335.95 KB

Tweet

Subscribe to receive free email updates: