Contoh Soal Medan Listrik dan Hukum Coulomb serta Pembahasannya

Contoh Soal Medan Listrik - Pembahasan Soal Fisika kali ini berhubungan dengan medan listrik.

Seperti yang kita ketahui bahwa Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

Sedangkan "Medan" adalah ruang di sekitar benda yang setiap titik dalam ruang tersebut akan terpengaruh oleh gaya yang ditimbulkan benda.

Karena yang diselidiki adalah benda-benda yang mengandung muatan listrik, maka hukum coulomb tersebut dapat menjadi acuan dalam merumuskan medan listrik.

Disini anda akan menjumpai beberapa soal medan listrik yang membahas tentang kuat medan listrik pada 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 adalah : 3×10^-6 C dan 6×10^-6 C dan terpisah pada jarak 3 cm. Hitunglah nilai atau besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tersebut ?

Pembahasan

F = k

q_{1 . 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 kuat medan listrik di titik A yang memiliki jarak sebesar 3cm dari muatan yang bernilai +8x10^-9 C ?

Pembahasan

E_P = k

q / r²

E_P = 9x10⁹

8x10^-9 / (3x10^-2)²

E_P = 8x10⁴ N/C

Soal No.3

Jika kuat medan listrik pada sebuah titik yang memiliki jarah sebesar 3 cm dari muatan positif adalah 100 N/C. Hitunglah kuat medan lisrik pada titik lain yang memiliki jarak sebesar 6 cm dari muatan tersebut ?

Pembahasan

r₁ = 3 cm
r₂ = 6 cm
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 yang memiliki jarak sebesar 6 cm dari muatan tersebut adalah :25 N/C

Soal No.4

Jika diketahui muatan q₁ = -20µC dan muatan q₂ = = -40µC. Jika pada titik P yang jaraknya 20 cm dari q₂, resultan kuat medan listrik bernilai nol. Berapakah jarak titik P dari muatan q₁ ?

Pembahasan

q₁ = -20µC
q₂ = = -40µC
r₂ = 20 cm = 0,2 m

Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P, maka :
E₁ = E₂
k

q₁ / r₁²

= k

q₂ / r₂²

20x10^-6 / r₁²

40x10^-6 / (0,2)²

r₁² =

0,8x10^-6 / 40x10^-6

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

Soal No.5

Dua buah muatan masing-masing q_A bernilai 2µC dan q_B bernilai -4µC. Jika titik C berada diantara kedua muatan tersebut dan berjarak 10 cm dari muatan q_A, hitunglah kuat medan listrik di titik C akibat pengaruh kedua muatan tersebut ?

Pembahasan

q_A = 2µC = 2x10^-6 C
q_B = -4µC = -4x10^-6 C
r_CA = 10 cm = 0,1 m
r_CB = 20 Cm = 0,2 m

E_C = E_A + E_B
E_C = k(

q_A / r_CA²

q_B / r_Cb²

)
E_C = 9x10⁹(

2x10^-6 / (0,1)²

4x10^-6 / (0,2)²

)
E_C = 9x10⁹(2x10^-4 + 10^-4)
E_C = (18+9) x 10⁵ = 27x10⁵ N/C

Soal No.6

Dua buah muatan masing-masing q_A bernilai -1µC dan q_B bernilai -4µC. Jika jarak kedua muatan tersebut adalah 9 cm. Maka letak titik yang kuat medannya nol adalah....?

Pembahasan
Agar menghasilkan kuat medan listrik nol, maka arah medan listriknya berlawanan diantara kedau muatan.

E_A = E_A
k

q_A / r_A²

= k

q_B / r_B²

10^-6 / x²

4x10^-6 / (9-x)²

(9-x)² / x²

= 4

(9-x) / x

= √4 =2
9 - x = 2x
9 = 2x + x
9 = 3x
x = 3 cm
Jadi letak titik yang kuat medannya nol adalah 3 cm di kanan A

Soal No.7

Jika dua buah titik berjarak 4 meter bermuatan masing-masing +q1 dan +q2. Berapa perbandingan antara q1 dan q2 jika medan listrik pada titik yang berjarak 1 meter dari q1 bernilai nol

Pembahasan

Karena pada titik A medan listriknya sama dengan nol maka E₁-E₂ = 0
E₁ = E₂. Kita mendapatkan persamaan :
E_A = E_A
k

q₁ / r₁²

= k

q₂ / r₂²

q₁ / 1²

q₂ / 3²

q₂ = 9q₁

Sumber https://bfl-definisi.blogspot.com/