Kenali Hukum Coulomb Terlebih Dahulu
Hello Sobat SinarNarasi! Apakah Sobat pernah mendengar tentang hukum Coulomb? Hukum ini adalah salah satu hukum yang sangat penting dalam fisika khususnya elektrostatika.
Hukum Coulomb menjelaskan tentang gaya elektrostatis yang terjadi antara dua benda bermuatan. Oleh karena itu, sangat penting bagi Sobat untuk memahami hukum Coulomb sebelum menyelesaikan contoh soalnya.
Contoh Soal Pertama: Menghitung Gaya Listrik
Contoh soal pertama adalah menghitung gaya listrik yang terjadi antara dua benda bermuatan. Misalkan terdapat dua benda A dan B. Benda A bermuatan sebesar +2 Coulomb dan benda B bermuatan sebesar -3 Coulomb. Jarak antara kedua benda adalah 10 cm. Berapakah gaya listrik yang terjadi antara kedua benda tersebut?
Terlebih dahulu, Sobat harus mengetahui rumus hukum Coulomb, yaitu:
F = k * (q1 * q2) / r^2
Dimana:
F = gaya listrik (dalam Newton)
k = konstanta Coulomb (9 x 10^9 N.m^2/C^2)
q1 dan q2 = muatan listrik yang saling menarik atau menolak (dalam Coulomb)
r = jarak antara kedua muatan listrik (dalam meter)
Dalam contoh soal ini, Sobat harus menghitung gaya listrik antara benda A dan B. Diketahui q1 = 2 C, q2 = -3 C, dan r = 0,1 m. Maka:
F = 9 x 10^9 * (2 * (-3)) / (0,1)^2
F = 9 x 10^9 * (-6) / 0,01
F = -54 N
Hasilnya adalah -54 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya listrik tersebut adalah tarikan.
Contoh Soal Kedua: Menghitung Muatan Listrik
Contoh soal kedua adalah menghitung muatan listrik pada suatu benda. Misalkan terdapat benda A yang bermuatan sebesar +4 Coulomb dan benda B yang bermuatan sebesar -2 Coulomb. Jarak antara kedua benda adalah 20 cm. Benda C kemudian diletakkan di antara kedua benda tersebut sehingga gaya listrik yang terjadi antara benda A dan B menjadi 3 kali lipat asalnya. Berapa muatan listrik pada benda C?
Dalam contoh soal ini, Sobat harus mencari muatan listrik pada benda C. Diketahui q1 = 4 C, q2 = -2 C, r1 = 0,2 m, dan r2 = 0,1 m (setelah diletakkan benda C). Maka:
F1 = k * (q1 * q2) / r1^2
F2 = k * (q1 * q2) / r2^2 * 3
Karena benda C diletakkan di antara kedua benda tersebut, maka gaya listrik yang terjadi antara benda A dan C beserta benda B dan C harus seimbang. Oleh karena itu:
F1 + F2 = 0
k * (q1 * qC) / r1^2 – k * (q1 * qC) / r2^2 * 3 = 0
Dari sini, Sobat bisa mencari nilai qC:
qC = q1 * r1 / r2 * sqrt(3)
qC = 4 * 0,2 / 0,1 * sqrt(3)
qC = 13,86 C
Hasilnya adalah 13,86 C.
Contoh Soal Ketiga: Menghitung Jarak Antara Dua Benda Bermuatan
Contoh soal ketiga adalah menghitung jarak antara dua benda bermuatan. Misalkan terdapat dua benda A dan B yang masing-masing bermuatan sebesar +5 Coulomb dan -7 Coulomb. Gaya listrik antara kedua benda tersebut adalah 150 N. Berapakah jarak antara kedua benda tersebut?
Dalam contoh soal ini, Sobat harus mencari jarak antara kedua benda. Diketahui q1 = 5 C, q2 = -7 C, dan F = 150 N. Maka:
F = k * (q1 * q2) / r^2
r = sqrt(k * (q1 * q2) / F)
r = sqrt(9 x 10^9 * 5 * (-7) / 150)
r = 0,15 m
Hasilnya adalah 0,15 m.
Kesimpulan
Dalam belajar hukum Coulomb, contoh soal dapat membantu Sobat untuk memahami konsepnya dengan lebih baik. Dalam menyelesaikan contoh soal, Sobat harus menguasai rumus dasar hukum Coulomb terlebih dahulu.
Selain itu, Sobat juga harus mengetahui konstanta Coulomb yang nilainya adalah 9 x 10^9 N.m^2/C^2. Dengan memahami hukum Coulomb dan mampu menyelesaikan contoh soal, diharapkan Sobat bisa menguasai konsep ini dengan mudah dan dapat memperoleh nilai yang baik dalam ujian.