Rumus Gaya Listrik

Gaya listrik, sebagaimana umumnya gaya, dilambangkan dengan huruf F atau biasa diberi indeks kecil di bawah E (electric) atau L (listrik).

Rumus gaya listrik adalah:

${\vec {F}}=q{\vec {E}}$

dengan:

$\!q$ : adalah muatan objek
$\!{\vec {E}}$ : adalah medan listrik

Gaya listrik adalah

Gaya listrik adalah gaya yang dialami oleh objek bermuatan yang berada dalam medan listrik. Rumusan gaya listrik kadang sering dipetukarkan dengan hukum Coulomb, padahal gaya listrik bersifat lebih umum ketimbang hukum tersebut, yang hanya berlaku untuk dua buah muatan titik./ gaya yang dimiliki oleh benda bermuat listrik.

Contoh Soal dan Jawaban Rumus Gaya Listrik

1. Jika tiga buah muatan disusun:
A: 10 µC
jarak 0,1 m
B: 10 µC
jarak 0,1 m
B: 20 µC
Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar… (k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C)

A. 09 x 10¹ N ke muatan C
B. 09 x 10¹ N ke muatan A
C. 18 x 10¹ N ke muatan C
D. 18 x 10¹ N ke muatan A
E. 36 x 10¹ N ke muatan C

Pembahasan

Diketahui :

q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Coulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 meter = 10^-1 meter
r_BC = 0,1 meter = 10^-1 meter
k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻²

Ditanya: Gaya Coulomb yang dialami muatan B

Jawab:

Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (F_AB) serta gaya Coulomb antara muatan B dan C (F_BC). Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B merupakan resultan dari F_AB dan F_BC.

Gaya Coulomb antara muatan A dan B:

F_AB = k (qa qb) / (r AB²)
F_AB = (9×10⁹) (10^-5) / 10^-2
F_AB = 90N

Muatan A bertanda positif dan muatan B bertanda positif sehingga F_AB menuju muatan C.

Gaya Coulomb antara muatan B dan C:

F_BC= k (qa qb) / (r BC²)
F_BC= (9×10⁹) (10^-5) / 10^-2
F_BC= 180N

Muatan B bertanda positif dan muatan C bertanda positif sehingga F_BC menuju muatan A.

Gaya Coulomb yang dialami muatan B:

F_B = F_BC – F_AB = 180-90 = 90 N

Besar gaya Coulomb yang dialami oleh muatan B (F_B) adalah 90 Newton. Arah F_B sama dengan arah F_BC yakni menuju muatan A.

Jawaban yang benar adalah B.

2. Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah A- jarak 4 cm B+. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2, maka gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah…

A. 45 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 120 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan listrik di A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb

Gaya listrik antara kedua muatan (F) = 45 Newton

Jarak antara kedua muatan (r_AB) = 4 cm = 0,04 meter = 4 x 10^-2 meter

Konstanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2

Ditanya : Gaya listrik antara kedua muatan jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm atau 0,01 meter

Jawab :

Terlebih dahulu menghitung muatan listrik di B, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik di A digeser ke kanan sejauh 1 cm.

Muatan listrik di B:

Rumus hukum Coulomb:
F = k (q_A)(q_B) / r²F r²= k (q_A)(q_B)
q_B= F r²/ k (q_A)

Muatan listrik di B :

q_B= (45)(4 x 10^-2)²/ (9 x 10⁹)(8 x 10^-6)
q_B= (45)(16 x 10^-4) / 72 x 10³q_B= (720 x 10^-4) / (72 x 10³)
q_B= 10 x 10^-7Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik A dan B:

Jika muatan di A digeser ke kanan sejauh 1 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 3 cm = 0,03 meter = 3 x 10^-2 meter

F = k (q_A)(q_B) / r²F = (9 x 10⁹)(8 x 10^-6)(10 x 10^-7) / (3 x 10^-2)²F = (9 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (9 x 10^-4)
F = (1 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (1 x 10^-4)
F = (80 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 80 Newton

Jawaban yang benar adalah C.

3. Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.10⁹ N.m².C^-2, 1 µ = 10^-6). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah…

A. 0,9√3 N
B. 0,9√2 N
C. 0,9 N
D. 0,81 N
E. 0,4 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan pada titik A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Muatan pada titik B (q_B) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Muatan pada titik C (q_C) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb
Jarak B ke C (r_BC) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10^-1 meter
Jarak B ke A (r_BA) = 20 cm = 0,2 meter = 2 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ N.m².C^-2

Ditanya : Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B

Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C:

F_BC = k (q_B)(q_C) / r_BC²F_BC = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²F_BC = (9 x 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BC = (36 x 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BC = 9 x 10^-1F_BC = 0,9 Newton

Muatan listrik pada titik B dan C positif karenanya arah gaya listrik F_BCke kiri, menjauhi titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A:

F_BA = k (q_B)(q_A) / r_BA²F_BA = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)(2 x 10^-6) / (2 x 10^-1)²F_BA = (9 x 10⁹)(4 x 10^-12) / (4 x 10^-2)
F_BA = (36 x 10^-3) / (4 x 10^-2)
F_BA = 9 x 10^-1F_BA = 0,9 Newton

Muatan listrik pada titik B dan A positif karenanya arah gaya listrik F_BAke bawah, menjauhi titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

F_B = √F_BC²+ F_BA² = √0,9²+0,9²
F_B = √0,81 + 0,81 = √2 (0,81)
F_B = 0,9 √2 Newton

Jawaban yang benar adalah B.

4. Tiga muatan Q₁, Q₂, dan Q₃ berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9.10⁹ N.m².C^-2 dan 1 µ = 10^-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q₁ adalah…

A. 1 N
B. 5 N
C. 17 N
D. 20 N
E. 222 N

Pembahasan

Diketahui :

Muatan pada titik A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb
Muatan pada titik B (q_B) = -10 µC = -10 x 10^-6 Coulomb
Muatan pada titik C (q_C) = 4 µC = 4 x 10^-6 Coulomb
Jarak B ke C (r_BC) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10^-1 meter
Jarak B ke A (r_BA) = 30 cm = 0,3 meter = 3 x 10^-1 meter
k = 9.10⁹ N.m².C^-2

Ditanya : Resultan gaya Coulomb pada titik B

Jawab :

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C:

F_BC = k (q_B)(q_C) / r_BC²F_BC = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(4 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²F_BC = (9 x 10⁹)(40 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BC = (360 x 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BC = 40 x 10^-1F_BC = 4 Newton

Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik C bertanda positif, karenanya arah gaya listrik F_BCke kanan menuju titik C.

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A:

F_BA = k (q_B)(q_A) / r_BA²F_BA = (9 x 10⁹)(10 x 10^-6)(3 x 10^-6) / (3 x 10^-1)²F_BA = (9 x 10⁹)(30 x 10^-12) / (9 x 10^-2)
F_BA = (270 x 10^-3) / (9 x 10^-2)
F_BA = 30 x 10^-1F_BA = 3 Newton

Muatan listrik pada titik B bertanda negatif dan muatan listrik pada titik A bertanda positif, karenanya arah gaya listrik F_BAke atas menuju titik A.

Kedua gaya listrik membentuk sudut siku-siku karenanya resultan gaya listrik yang bekerja pada titik B dihitung menggunakan rumus Pythagoras.

F_B = √F_BC²+ F_BA² = √4²+3²
F_B = √16+9 = √25
F_B = 5 Newton

Jawaban yang benar adalah B.

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: Physics Classroom, Tutor Vista

Rumus Gaya Listrik | Penjelasan Beserta Contoh Soal dan Jawaban

Rumus Gaya Listrik

Rumus gaya listrik adalah:

Gaya listrik adalah

Contoh Soal dan Jawaban Rumus Gaya Listrik

1. Jika tiga buah muatan disusun:
A: 10 µC
jarak 0,1 m
B: 10 µC
jarak 0,1 m
B: 20 µC
Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar… (k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C)

Gaya Coulomb antara muatan A dan B:

Gaya Coulomb antara muatan B dan C:

Gaya Coulomb yang dialami muatan B:

2. Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah A- jarak 4 cm B+. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2, maka gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah…

Muatan listrik di B:

Gaya listrik antar muatan listrik A dan B:

3. Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.10⁹ N.m².C^-2, 1 µ = 10^-6). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah…

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C:

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A:

4. Tiga muatan Q₁, Q₂, dan Q₃ berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9.10⁹ N.m².C^-2 dan 1 µ = 10^-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q₁ adalah…

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C:

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A:

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Asteroid Ryugu mengandung setidaknya 15 asam amino

Fisika Partikel | Definisi, Contoh dan Penjelasan

Radiasi Nuklir | Dari mana asalnya?

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

Rumus Gaya Listrik | Penjelasan Beserta Contoh Soal dan Jawaban

Rumus Gaya Listrik

Rumus gaya listrik adalah:

Gaya listrik adalah

Contoh Soal dan Jawaban Rumus Gaya Listrik

1. Jika tiga buah muatan disusun: A: 10 µC jarak 0,1 m B: 10 µC jarak 0,1 m B: 20 µC Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar… (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 μC = 10−6 C)

Gaya Coulomb antara muatan A dan B:

Gaya Coulomb antara muatan B dan C:

Gaya Coulomb yang dialami muatan B:

2. Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah A- jarak 4 cm B+. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.109 Nm2.C-2, maka gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah…

Muatan listrik di B:

Gaya listrik antar muatan listrik A dan B:

3. Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.109 N.m2.C-2, 1 µ = 10-6). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah…

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C:

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A:

4. Tiga muatan Q1, Q2, dan Q3 berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9.109 N.m2.C-2 dan 1 µ = 10-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah…

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan C:

Gaya listrik antara muatan pada titik B dan A:

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Asteroid Ryugu mengandung setidaknya 15 asam amino

Fisika Partikel | Definisi, Contoh dan Penjelasan

Radiasi Nuklir | Dari mana asalnya?

Tinggalkan Balasan Batalkan balasan

1. Jika tiga buah muatan disusun:
A: 10 µC
jarak 0,1 m
B: 10 µC
jarak 0,1 m
B: 20 µC
Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar… (k = 9 x 10⁹ Nm²C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C)

2. Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah A- jarak 4 cm B+. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2, maka gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah…

3. Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC) seperti pada gambar di samping (k = 9.10⁹ N.m².C^-2, 1 µ = 10^-6). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah…

4. Tiga muatan Q₁, Q₂, dan Q₃ berada pada posisi di ujung segitiga siku-siku ABC. Panjang AB = BC = 30 cm. Diketahui k = 9.10⁹ N.m².C^-2 dan 1 µ = 10^-6 maka resultan gaya Coulomb pada muatan Q₁ adalah…