Contoh Soal Gaya Coulomb Segitiga Siku Siku

Pendahuluan

Gaya Coulomb adalah gaya listrik antara dua benda yang bermuatan listrik. Gaya Coulomb ditemukan oleh ilmuwan Prancis, Charles Augustin de Coulomb, pada tahun 1785. Gaya Coulomb dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb, yang menyatakan bahwa gaya listrik antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan produkti kedua muatan dan terbalik sebanding dengan kuadrat jarak antara kedua benda.

Segitiga siku-siku adalah segitiga yang salah satu sudutnya adalah sudut siku-siku (90 derajat). Contoh soal gaya Coulomb segitiga siku-siku adalah salah satu contoh soal yang melibatkan kedua konsep tersebut.

Contoh Soal

Sebuah muatan listrik Q1 = 4 C diletakkan pada sudut kanan segitiga siku-siku ABC, seperti pada gambar di bawah ini. Sudut ACB adalah sudut siku-siku dengan panjang AC = 3 m dan BC = 4 m. Sebuah muatan listrik Q2 = 6 C diletakkan pada titik D yang berjarak 5 m dari titik A. Hitunglah gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2.

Langkah 1: Hitung jarak antara kedua muatan listrik.

Jarak antara kedua muatan listrik dapat dihitung menggunakan teorema Pythagoras, karena segitiga ABC adalah segitiga siku-siku.

Jarak AD = √(AC² + CD²) = √(3² + 5²) = √34 m.

Langkah 2: Hitung gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2.

Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2 dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb.

F = k * (Q1 * Q2) / r²

di mana:

k adalah konstanta Coulomb, yang bernilai 9 x 10⁹ Nm²/C²
Q1 dan Q2 adalah muatan listrik kedua benda, dalam coulomb (C)
r adalah jarak antara kedua benda, dalam meter (m)

Masukkan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

F = (9 x 10⁹ Nm²/C²) * ((4 C) * (6 C)) / (√34 m)² = 12,7 N.

Jadi, gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2 adalah 12,7 N.

Contoh Soal Lainnya

Sebuah muatan listrik Q1 = 2 C diletakkan pada titik A pada segitiga siku-siku ABC, seperti pada gambar di bawah ini. Sudut ACB adalah sudut siku-siku dengan panjang AC = 4 m dan BC = 3 m. Sebuah muatan listrik Q2 = -3 C diletakkan pada titik D yang berjarak 5 m dari titik A. Hitunglah gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2.

Langkah 1: Hitung jarak antara kedua muatan listrik.

Jarak antara kedua muatan listrik dapat dihitung menggunakan teorema Pythagoras, karena segitiga ABC adalah segitiga siku-siku.

Jarak AD = √(AC² + CD²) = √(4² + 5²) = √41 m.

Langkah 2: Hitung gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2.

Gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2 dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb.

F = k * (Q1 * Q2) / r²

di mana:

k adalah konstanta Coulomb, yang bernilai 9 x 10⁹ Nm²/C²
Q1 dan Q2 adalah muatan listrik kedua benda, dalam coulomb (C)
r adalah jarak antara kedua benda, dalam meter (m)

Masukkan nilai yang diketahui ke dalam rumus:

F = (9 x 10⁹ Nm²/C²) * ((2 C) * (-3 C)) / (√41 m)² = -8,9 N.

Jadi, gaya Coulomb yang dialami oleh muatan Q2 adalah -8,9 N.

Kesimpulan

Gaya Coulomb adalah gaya listrik antara dua benda yang bermuatan listrik. Gaya Coulomb dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb, yang menyatakan bahwa gaya listrik antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan produkti kedua muatan dan terbalik sebanding dengan kuadrat jarak antara kedua benda.

Contoh soal gaya Coulomb segitiga siku-siku melibatkan kedua konsep tersebut. Langkah-langkah untuk menghitung gaya Coulomb pada contoh soal gaya Coulomb segitiga siku-siku adalah menghitung jarak antara kedua muatan listrik dan menghitung gaya Coulomb yang dialami oleh muatan listrik menggunakan hukum Coulomb.