Contoh Soal Hukum Coulomb SMP/MTs Kelas 9 beserta Penyelesaiannya

Perdalam materi fisika bab Hukum Coulomb kamu dengan mengerjakan soal pada artikel berikut.

2 November 2023 Adara

Soal 3

Jelaskan bagaimana gaya Coulomb antara dua muatan berubah jika muatan keduanya diperbesar dan jarak antara keduanya diperkecil.

Jawaban: Gaya Coulomb antara dua muatan akan meningkat jika muatan keduanya diperbesar. Ini berarti semakin besar muatan pada kedua benda, gaya Coulomb antara keduanya akan semakin kuat.

Selain itu, jika jarak antara kedua muatan diperkecil, gaya Coulomb antara keduanya juga akan meningkat secara signifikan. Hal ini mengikuti hukum Coulomb yang menyatakan bahwa gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda.

Dengan demikian, jika jarak diperpendek, kuadrat jarak akan semakin kecil, dan gaya Coulomb akan meningkat.

Jadi, jika muatan keduanya diperbesar dan jarak antara keduanya diperkecil, gaya Coulomb antara keduanya akan meningkat secara signifikan.

Soal 4

Jika gaya Coulomb antara dua muatan identik A dan B sebesar 1,6 N, dan jarak antara keduanya adalah 3 cm, hitunglah besar muatan masing-masing muatan A dan B!

Jawaban: Diketahui nilai gaya Coulomb (F) sebesar 1,6 N dan jarak (r) antara muatan A dan B sebesar 3 cm, yang perlu dikonversi ke satuan meter, yaitu 0,03 m.

Ditanya nilai muatan masing-masing muatan A dan B (Q1 dan Q2). Karena muatan A dan B adalah identik, kita bisa menyebut keduanya sebagai Q.

Dengan menyelesaikan rumus di atas untuk muatan Q, kita bisa menulis:

$Q^2 = \frac{F \cdot r^2}{k}$

maka:

$Q^2 = \frac{1.6 \, \text{N} \cdot (0.03 \, \text{m})^2}{9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2}$

$Q^2 = \frac{1.6 \, \text{N} \cdot 0.0009 \, \text{m}^2}{9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2}$

$Q^2 = \frac{0.00144 \, \text{Nm}}{9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2}$

Q² = 1,6 x 10⁻¹⁰ C

Untuk mendapatkan nilai muatan (Q), kita mengambil akar kuadrat dari hasil di atas:

$Q = \sqrt{1.6 \times 10^{-10} \, \text{C}}$

Q=4×10⁻⁶C

Jadi, muatan masing-masing muatan A dan B adalah sekitar 4 x 10⁻⁶ Coulomb (C), atau 0,4 µC (mikrokoulomb)

Soal 55

Dalam membran sel saraf terdapat dua muatan listrik positif. Salah satunya memiliki muatan q, sedangkan yang lainnya memiliki muatan 2q.

Kedua muatan ini terletak pada jarak 2 cm. Hitunglah gaya Coulomb yang dialami oleh kedua muatan tersebut jika q memiliki nilai sebesar 1,6 x 10⁻¹⁹ C!

Jawaban: Diketahui nilai muatan q sebesar 1,6 x 10⁻¹⁹ C dan muatan 2q (yang setara dengan 2 * 1,6 x 10⁻¹⁹ C = 3,2 x 10⁻¹⁹ C). Kedua muatan ini terletak pada jarak 2 cm, yang perlu dikonversi ke satuan meter, yaitu 0,02 m.