Latihan Fisika Kelas XII Gaya dan Medan Listrik
# 6
Pilgan

Dua buah partikel bermuatan berlawanan jenis. Salah satu partikel bermuatan +2 mC+2\ \text{mC}. Kemudian partikel tersebut diletakkan sejauh 20 meter dari partikel lainnya. Ternyata kedua partikel tersebut mengalami gaya tarik-menarik sebesar 270 N. Jika konstanta Coulomb adalah 9×\times109 N m2/C2, maka partikel lainnya memiliki muatan sebesar ....

A

1 mC-1\ \text{mC}

B

+2 mC+2\ \text{mC}

C

3 mC-3\ \text{mC}

D

6 mC-6\ \text{mC}

E

+18 mC+18\ \text{mC}

Pembahasan:

Diketahui:

Muatan 1 q1=+2 mC=+2×103 Cq_1=+2\ \text{mC}=+2\times10^{-3}\ \text{C}

Jarak r=20r=20 m

Gaya Coulomb F=270F=270 N

Konstanta Coulomb k=9×109k=9\times10^9 N m2/C2

Ditanya:

Muatan 2 q2=?q_2=?

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.

F=kq1q2r2F=k\frac{q_1q_2}{r^2}

270=(9×109)(2×103)q2202270=\left(9\times10^9\right)\frac{\left(2\times10^{-3}\right)q_2}{20^2}(Positif negatif tidak perlu dimasukkan pada perhitungan karena positif negatif hanya memberikan informasi muatannya berupa muatan positif atau negatif).

270=18×106q24×102270=\frac{18\times10^6q_2}{4\times10^2}

270=18×104q24270=\frac{18\times10^4q_2}{4}

q2=270×418×104q_2=\frac{270\times4}{18\times10^4}

q2=108018×104q_2=\frac{1080}{18\times10^4}

q2=60104q_2=\frac{60}{10^4}

q2=6×103q_2=6\times10^{-3} C

q2=6q_2=-6 mC (negatif karena pada soal diberi tahu muatan berlawanan jenis).

Jadi, partikel lainnya memiliki muatan sebesar 6-6 mC.