tugas fisika kelas 12
Answer (1)
Jawaban:penyelesaian soal-soal fisika tentang gaya Coulomb, kuat medan listrik, dan potensial listrik.1. Gaya Coulomb antara Dua MuatanSoal: Dua muatan listrik Q1 = 2 μC dan Q2 = -3 μC terpisah 4 cm. Berapa besar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan Q1?Konsep: Gaya Coulomb (F) antara dua muatan dihitung menggunakan rumus:F = k * |Q1 * Q2| / r²di mana:- k = konstanta Coulomb (8.99 x 10⁹ N m²/C²)- Q1 dan Q2 adalah besar muatan (dalam Coulomb)- r adalah jarak antara muatan (dalam meter)Langkah-langkah:1. Konversi satuan:- Q1 = 2 μC = 2 x 10⁻⁶ C- Q2 = -3 μC = -3 x 10⁻⁶ C- r = 4 cm = 0.04 m2. Hitung gaya Coulomb:- F = (8.99 x 10⁹ N m²/C²) * |(2 x 10⁻⁶ C) * (-3 x 10⁻⁶ C)| / (0.04 m)²- F = (8.99 x 10⁹) * (6 x 10⁻¹²) / 0.0016- F = (8.99 x 10⁹) * (3.75 x 10⁻⁹)- F ≈ 33.7 NJawaban 1: Besar gaya Coulomb yang bekerja pada muatan Q1 adalah sekitar 33.7 N. Gaya ini bersifat tarik-menarik karena muatan Q1 dan Q2 berlawanan jenis.2. Gaya Coulomb Total pada Muatan dengan Tiga Muatan Soal: Tiga muatan listrik Q1 = 2 μC, Q2 = -3 μC, dan Q3 = 4 μC terpisah sejauh r12 = 2 cm dan r23 = 3 cm. Berapa besar gaya Coulomb total yang bekerja pada muatan Q2?Konsep: Gaya total pada Q2 adalah vektor jumlah dari gaya yang disebabkan oleh Q1 dan Q3.- F12: Gaya antara Q1 dan Q2- F23: Gaya antara Q2 dan Q3Langkah-langkah:1. Hitung F12:- F12 = k * |Q1 * Q2| / r12² = (8.99 x 10⁹) * |(2 x 10⁻⁶) * (-3 x 10⁻⁶)| / (0.02)² = (8.99 x 10⁹) * (6 x 10⁻¹²) / 0.0004 = 134.85 N- Arah: Menuju Q1, karena Q1 dan Q2 berlawanan jenis.2. Hitung F23:- F23 = k * |Q2 * Q3| / r23² = (8.99 x 10⁹) * |(-3 x 10⁻⁶) * (4 x 10⁻⁶)| / (0.03)² = (8.99 x 10⁹) * (12 x 10⁻¹²) / 0.0009 = 119.87 N- Arah: Menuju Q3, karena Q2 dan Q3 berlawanan jenis.3. Hitung gaya total: Karena Q1, Q2, dan Q3 berada pada garis lurus, kita bisa menjumlahkan gaya-gaya ini secara aljabar. Misalkan arah ke Q1 adalah positif dan ke Q3 negatif.- F_total = F12 - F23 = 134.85 N - 119.87 N = 14.98 N- Arah: Menuju Q1 (karena hasilnya positif).Jawaban 2: Besar gaya Coulomb total yang bekerja pada muatan Q2 adalah sekitar 14.98 N, dengan arah menuju Q1.3. Kuat Medan Listrik pada Titik dengan Dua MuatanSoal: Dua muatan listrik Q1 = 2 μC dan Q2 = -3 μC terpisah sejauh 4 cm. Berapa kuat medan listrik di titik yang berjarak 2 cm dari Q1 dan 2 cm dari Q2?Konsep: Kuat medan listrik (E) di suatu titik karena muatan titik dihitung menggunakan rumus:E = k * |Q| / r² di mana:- k = konstanta Coulomb- Q = besar muatan- r = jarak dari muatan ke titik yang ditinjauLangkah-langkah:1. Hitung E1: (Kuat medan listrik karena Q1)- E1 = k * |Q1| / r1² = (8.99 x 10⁹) * (2 x 10⁻⁶) / (0.02)² = (8.99 x 10⁹) * (2 x 10⁻⁶) / 0.0004 = 44.95 x 10⁷ N/C- Arah: Menjauhi Q1 (karena Q1 positif)2. Hitung E2: (Kuat medan listrik karena Q2)- E2 = k * |Q2| / r2² = (8.99 x 10⁹) * (3 x 10⁻⁶) / (0.02)² = (8.99 x 10⁹) * (3 x 10⁻⁶) / 0.0004 = 67.425 x 10⁷ N/C- Arah: Menuju Q2 (karena Q2 negatif)3. Hitung kuat medan total: Karena titik berada di antara Q1 dan Q2, medan listrik E1 dan E2 memiliki arah yang sama, sehingga:- E_total = E1 + E2 = 44.95 x 10⁷ N/C + 67.425 x 10⁷ N/C = 112.375 x 10⁷ N/CJawaban 3: Kuat medan listrik di titik tersebut adalah sekitar 1.12 x 10⁹ N/C, dengan arah menjauhi Q1 dan menuju Q2 (atau bisa juga dinyatakan sebagai arah dari Q1 ke Q2).4. Kuat Medan Listrik pada Titik dengan Tiga MuatanSoal: Tiga muatan listrik Q1 = 2 μC, Q2 = -3 μC, dan Q3 = 4 μC terpisah sejauh r12 = 2 cm dan r23 = 3 cm. Berapa besar kuat medan listrik di titik yang berjarak 1 cm dari Q2 ke arah Q3?Langkah-langkah:1. Posisi Titik: Titik berada 1 cm dari Q2 ke arah Q3, berarti titik berada di antara Q2 dan Q3, dan berjarak 2 cm dari Q3.2. Hitung E2: (Kuat medan listrik karena Q2)- E2 = k * |Q2| / r2² = (8.99 x 10⁹) * (3 x 10⁻⁶) / (0.01)² = 269.7 x 10⁶ N/C- Arah: Menuju Q2 (Karena Q2 negatif)3. Hitung E3: (Kuat medan listrik karena Q3)- E3 = k * |Q3| / r3² = (8.99 x 10⁹) * (4 x 10⁻⁶) / (0.02)² = 89.9 x 10⁶ N/C- Arah: Menjauhi Q3 (Karena Q3 positif)4. Hitung kuat medan total: Karena berada di antara Q2 dan Q3, medan listrik E2 dan E3 memiliki arah yang sama, sehingga:- E_total = E2 + E3 = 269.7 x 10⁶ N/C + 89.9 x 10⁶ N/C = 359.6 x 10⁶ N/C- Arah: ke arah Q2 Jawaban 4: Kuat medan listrik di titik tersebut adalah sekitar 3.6 x 10⁸ N/C, arah ke Q2.soal no 5&6 caranya terlampir pada gambarSemoga penjelasan ini membantu
