Contoh Soal Hukum Coulomb Beserta Jawabannya: Menguak Rahasia Gaya Listrik

Pernahkah Anda bertanya-tanya mengapa rambut Anda berdiri tegak saat digosok dengan balon? Atau mengapa petir menyambar saat hujan badai? Jawabannya terletak pada Hukum Coulomb, sebuah prinsip fundamental dalam fisika yang menjelaskan interaksi antara muatan listrik. Contoh Soal Hukum Coulomb Beserta Jawabannya akan membawa Anda pada pemahaman yang lebih dalam tentang gaya listrik yang bekerja di sekitar kita.

Hukum Coulomb menyatakan bahwa besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Rumus ini menjadi dasar dalam memahami berbagai fenomena listrik, mulai dari interaksi atom hingga desain peralatan elektronik.

Hukum Coulomb: Contoh Soal Hukum Coulomb Beserta Jawabannya

Hukum Coulomb merupakan hukum dasar dalam ilmu fisika yang menjelaskan interaksi antar muatan listrik. Hukum ini menyatakan bahwa gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Penjelasan Hukum Coulomb

Hukum Coulomb dirumuskan sebagai berikut:

F = k * (q1 * q2) / r²

Dimana:

* F adalah gaya Coulomb (dalam Newton)
* k adalah konstanta Coulomb (9 x 10⁹ N⋅m²/C²)
* q1 dan q2 adalah besarnya muatan listrik (dalam Coulomb)
* r adalah jarak antara kedua muatan (dalam meter)

Contoh Penerapan Hukum Coulomb

Hukum Coulomb memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya adalah pada perangkat elektronik seperti televisi, komputer, dan smartphone.

Misalnya, dalam layar sentuh smartphone, layar tersebut dilapisi dengan bahan konduktif yang memiliki muatan listrik. Ketika jari kita menyentuh layar, muatan pada jari kita akan berinteraksi dengan muatan pada layar, sehingga layar dapat mendeteksi sentuhan kita dan mengirimkan sinyal ke perangkat untuk menjalankan perintah tertentu.

Faktor yang Mempengaruhi Besarnya Gaya Coulomb

Ada beberapa faktor yang dapat memengaruhi besarnya gaya Coulomb, yaitu:

• Besarnya muatan listrik: Semakin besar muatan listrik, semakin besar pula gaya Coulomb yang dihasilkan.
• Jarak antara muatan: Semakin jauh jarak antara muatan, semakin kecil pula gaya Coulomb yang dihasilkan.
• Medium tempat muatan berada: Gaya Coulomb akan lebih kecil jika muatan berada dalam medium dengan konstanta dielektrik yang lebih besar.

Contoh Soal Hukum Coulomb dengan Jawaban

Hukum Coulomb adalah hukum fisika yang menjelaskan interaksi antara dua muatan listrik. Hukum ini menyatakan bahwa besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.

Untuk memahami hukum Coulomb lebih dalam, mari kita bahas beberapa contoh soal dan penyelesaiannya.

Contoh Soal 1

Dua buah muatan titik, yaitu q₁ = +2 µC dan q₂ = -3 µC, terpisah sejauh 5 cm. Hitunglah besar gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan tersebut!

Langkah-langkah penyelesaian:

1. Tentukan nilai konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²/C².
2. Ubah satuan jarak menjadi meter: 5 cm = 0,05 m.
3. Hitung besar gaya Coulomb menggunakan rumus:

F = k * (q₁ * q₂) / r²

4. Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

F = (9 x 10⁹ Nm²/C²) * ((2 x 10^-6 C) * (-3 x 10^-6 C)) / (0,05 m)²

5. Hitung hasil perhitungan:

F = -2,16 N

Jadi, besar gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan tersebut adalah 2,16 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut merupakan gaya tarik-menarik karena kedua muatan memiliki jenis yang berbeda.

Contoh Soal 2

Dua buah muatan titik, yaitu q₁ = +4 µC dan q₂ = +6 µC, terpisah sejauh 10 cm. Hitunglah besar gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan tersebut!

Langkah-langkah penyelesaian:

1. Tentukan nilai konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²/C².
2. Ubah satuan jarak menjadi meter: 10 cm = 0,1 m.
3. Hitung besar gaya Coulomb menggunakan rumus:

F = k * (q₁ * q₂) / r²

4. Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

F = (9 x 10⁹ Nm²/C²) * ((4 x 10^-6 C) * (6 x 10^-6 C)) / (0,1 m)²

5. Hitung hasil perhitungan:

F = 21,6 N

Jadi, besar gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan tersebut adalah 21,6 N. Tanda positif menunjukkan bahwa gaya tersebut merupakan gaya tolak-menolak karena kedua muatan memiliki jenis yang sama.

Contoh Soal 3, Contoh soal hukum coulomb beserta jawabannya

Sebuah muatan titik q₁ = +5 µC diletakkan di titik A. Sebuah muatan titik q₂ = -8 µC diletakkan di titik B yang berjarak 20 cm dari titik A. Hitunglah besar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q₂!

Langkah-langkah penyelesaian:

1. Tentukan nilai konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²/C².
2. Ubah satuan jarak menjadi meter: 20 cm = 0,2 m.
3. Hitung besar gaya Coulomb menggunakan rumus:

F = k * (q₁ * q₂) / r²

4. Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

F = (9 x 10⁹ Nm²/C²) * ((5 x 10^-6 C) * (-8 x 10^-6 C)) / (0,2 m)²

5. Hitung hasil perhitungan:

F = -9 N

Jadi, besar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q₂ adalah 9 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut merupakan gaya tarik-menarik karena kedua muatan memiliki jenis yang berbeda.

Ringkasan Terakhir

Melalui contoh soal dan pembahasannya, Anda dapat mempraktikkan pemahaman tentang Hukum Coulomb dan mengaplikasikannya dalam berbagai situasi. Ingatlah bahwa Hukum Coulomb bukan hanya sebuah teori abstrak, tetapi memiliki aplikasi nyata dalam berbagai bidang, seperti elektronik, fisika, dan kimia. Dengan memahami prinsip ini, Anda dapat lebih memahami dunia di sekitar Anda dan membuka peluang baru dalam bidang sains dan teknologi.

Mencari contoh soal hukum Coulomb beserta jawabannya? Kalo kamu lagi belajar tentang gaya tarik menarik antar muatan, kamu pasti butuh latihan soal. Nah, buat ngerti konsepnya, kamu bisa coba latihan soal cerita model matematika, lho! Contoh soal cerita model matematika beserta jawabannya bisa bantu kamu memahami penerapan konsep matematika dalam berbagai situasi.

Setelah kamu ngerti konsepnya, kamu bisa langsung berlatih soal hukum Coulomb dan semakin jago ngitung gaya antar muatan!