Sebuah muatan uji -1×10^-7C diletakkan diantara dua buah muatan lainnya shingga muatan tersebut berada 30mm dari muatan -3×10^-7C dan 10mm dari muatan -6×10^-7C . Ketiga muatan terletak pada satu garis lurus. Berapa besar dan arah gaya pada muatan uji?

Jawaban:

Besarnya gaya total pada muatan tersebut adalah 5,1 N menjauhi muatan -6 × 10⁻⁷ C

PEMBAHASAN

Muatan listrik terdiri dari dua jenis yakni muatan listrik positif dan muatan listrik negatif.

Muatan listrik sejenis akan saling tolak-menolak dan muatan listrik tidak sejenis akan saling tarik-menarik. Ada seorang ilmuwan terkenal yang menyelidiki mengenal hal ini. Beliau bernama Coulomb dan berhasil merumuskan gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antar dua buah muatan yakni :

F = k . q₁ . q₂ / r²

dimana :

F = gaya listrik tolak menolak atau tarik menarik ( N )

k = konstanta listrik ( N m² / C² )

q = muatan listrik ( C )

r = jarak antar muatan ( m )

Nilai k di ruang hampa = 9 x 10⁹ ( N m² / C² )

Kuat medan listrik adalah gaya listrik yang dialami oleh setiap 1 Coulomb muatan.

E = F / q

dimana :

E = kuat medan listrik ( N/C )

F = gaya listrik ( N )

q = muatan uji ( C )

Energi Potensial Listrik didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan suatu muatan dari jauh tak berhingga ke sebuah titik bisa dituliskan :

Ep = k . q₁ . q₂ / r

dimana :

Ep = Energi Potensial Listrik ( Joule )

k = konstanta listrik ( N m² / C² )

q = muatan listrik ( C )

r = jarak antar muatan ( m )

Nilai k di ruang hampa = 9 x 10⁹ ( N m² / C² )

Okay mari kita gunakan rumus ini untuk menyelesaikan soalnya.

Diketahui :

q₁ = -1 × 10⁻⁷ C

q₂ = -3 × 10⁻⁷ C

d₂ = 30 mm = 0,03 m

q₃ = -6 × 10⁻⁷ C

d₃ = 10 mm = 0,01 m

Ditanyakan :

F = ?

Penyelesaian :

Mula – mula kita cari gaya listrik yang dialami oleh muatan -1 × 10⁻⁷ C oleh muatan -3 × 10⁻⁷ C

Berikutnya kita cari gaya listrik yang dialami oleh muatan -1 × 10⁻⁷ C oleh muatan -6 × 10⁻⁷ C

Langkah terakhir kita akan mencari gaya total dari kedua gaya diatas.

Berhubung F₂ > F₁ , maka arah gaya resultan searah dengan gaya F₂ yakni menjauhi muatan -6 × 10⁻⁷ C