Sebuah muatan uji − 1 × 10 − 7 C −1×10 −7 C diletakkan di antara dua buah muatan lainnya sehingga muatan tersebut berada 30 mm dari muatan − 3 × 10 − 7 C −3×10 −7 C dan 10 mm dari muatan − 6 × 10 − 7 C −6×10 −7 C. Ketiga muatan terletak pada satu garis lurus. Berapa besar dan arah gaya pada muatan uji?
Answer (1)
Jawaban: hitung besar dan arah gaya pada muatan uji tersebut. Diketahui: - Muatan uji (q) = -1 × 10⁻⁷ C- Muatan pertama (q₁) = -3 × 10⁻⁷ C, jarak (r₁) = 30 mm = 0.03 m- Muatan kedua (q₂) = -6 × 10⁻⁷ C, jarak (r₂) = 10 mm = 0.01 m- Konstanta Coulomb (k) = 9 × 10⁹ Nm²/C² Langkah-langkah: 1. Hitung Gaya Coulomb dari Muatan Pertama (F₁):- F₁ = k * |q₁ * q| / r₁²- F₁ = (9 × 10⁹ Nm²/C²) * |(-3 × 10⁻⁷ C) * (-1 × 10⁻⁷ C)| / (0.03 m)²- F₁ = (9 × 10⁹) * (3 × 10⁻¹⁴) / (9 × 10⁻⁴)- F₁ = 27 × 10⁻⁵ / 9 × 10⁻⁴- F₁ = 3 × 10⁻¹ N Karena kedua muatan negatif, gaya F₁ adalah gaya tolak-menolak.2. Hitung Gaya Coulomb dari Muatan Kedua (F₂):- F₂ = k * |q₂ * q| / r₂²- F₂ = (9 × 10⁹ Nm²/C²) * |(-6 × 10⁻⁷ C) * (-1 × 10⁻⁷ C)| / (0.01 m)²- F₂ = (9 × 10⁹) * (6 × 10⁻¹⁴) / (1 × 10⁻⁴)- F₂ = 54 × 10⁻⁵ / 1 × 10⁻⁴- F₂ = 54 × 10⁻¹ N- F₂ = 5.4 N Karena kedua muatan negatif, gaya F₂ adalah gaya tolak-menolak.3. Tentukan Arah Gaya:- Asumsikan muatan q₁ berada di sebelah kiri muatan uji (q) dan muatan q₂ berada di sebelah kanan muatan uji (q).- Karena F₁ adalah gaya tolak-menolak, maka F₁ mendorong muatan uji ke kiri.- Karena F₂ adalah gaya tolak-menolak, maka F₂ mendorong muatan uji ke kanan.4. Hitung Gaya Total (F_total):- F_total = F₂ - F₁ (karena arahnya berlawanan)- F_total = 5.4 N - 0.3 N- F_total = 5.1 N Karena F₂ lebih besar dari F₁, gaya totalnya adalah 5.1 N ke kanan. Jawaban: Besar gaya pada muatan uji adalah 5.1 N, dan arahnya adalah ke kanan (menjauhi muatan -6 × 10⁻⁷ C).
