Tiga buah partikel bermuatan disusun seperti gambar. Partikel 1, 2, dan 3 masing-masing bermuatan −2μC, +2μC, dan −6μC. Jika konstanta Coulomb adalah 9×109 N m2/C2, maka gaya Coulomb yang dialami partikel 2 adalah ....
A
1×10−3 N
B
3×10−3 N
C
4×10−3 N
D
5×10−3 N
E
7×10−3 N
Pembahasan:
Diketahui:
Kondisi tiga buah partikel bermuatan.
Muatan 1 q1=−2μC=−2×10−6 C
Muatan 2 q2=+2μC=+2×10−6 C
Muatan 3 q2=−6μC=−6×10−6 C
Konstanta Coulomb k=9×109 N m2/C2
Ditanya:
Gaya Coulomb yang dialami partikel 2 F2=?
Dijawab:
Gaya Coulomb adalah gaya interaksi yang berupa tolak-menolak atau tarik-menarik yang ditimbulkan oleh dua benda yang bermuatan listrik pada jarak tertentu. Benda-benda yang bermuatan sejenis akan mengalami interaksi tolak-menolak. Sebaliknya,benda-benda yang bermuatan berlawanan jenis akan mengalami interaksi tarik-menarik.
Gaya interaksi yang dialami partikel 2 dapat kita gambarkan seperti berikut.
Di mana F21adalah gaya yang dialami partikel 2 oleh pengaruh partikel 1. Gayanya mengarah ke partikel 1 karena partikel 1 dan 2 memiliki muatan yang berlawanan jenis, sehingga saling tarik-menarik. Dan F23adalah gaya yang dialami partikel 2 oleh pengaruh partikel 3. Gayanya mengarah ke partikel 3 karena partikel 2 dan 3 memiliki muatan yang berlawanan jenis, sehingga saling tarik-menarik.
Pertama-tama kita cari nilai F21.
F21=kr122q1q2
F21=(9×109)32(2×10−6)(2×10−6) (Positif negatif tidak perlu dimasukkan pada perhitungan karena positif negatif hanya memberikan informasi muatannya berupa muatan positif atau negatif).
F21=9(36×10−3)
F21=4×10−3 N
Kemudian kita cari nilai F23.
F23=kr232q2q3
F23=(9×109)62(2×10−6)(6×10−6) (Positif negatif tidak perlu dimasukkan pada perhitungan karena positif negatif hanya memberikan informasi muatannya berupa muatan positif atau negatif).
F23=36(108×10−3)
F23=3×10−3 N
Karena gaya-gaya interaksi yang dialami partikel 2 membentuk sudut sikut-siku, maka gaya yang dialami partikel 2 dapat dicari dengan persamaan berikut.
F2=F212+F232
F2=(4×10−3)2+(3×10−3)2
F2=(16×10−6)+(9×10−6)
F2=25×10−6
F2=5×10−3 N
Jadi, gaya Coulomb yang dialami partikel 2 adalah 5×10−3 N.