Pada sudut-sudut segitiga sama sisi yang panjang sisinya 12 cm ditempatkan 3 buah muatan

Gaya yang bekerja pada muatan q₃ adalah sebesar 190,7 N. Hasil ini diperoleh dengan menggambarkan muatan pada bidang dua segitiga sama sisi. Gaya total yang bekerja pada muatan ketiga merupakan penjumlahan vektor dari F₃₁ dan F₃₂. Simak penjelasan berikut.

Pembahasan

Gaya Coulomb adalah gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak dua muatan yang terpisahkan pada jarak tertentu. Gaya Coulomb dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut.

F = k q₁ q₂ / r²

dengan

F = gaya Coulomb (N)

k = konstanta = 9 × 10⁹  Nm²C⁻²

q₁ = muatan 1 (C)

q₂ = muatan 2 (C)

r = jarak antar muatan (m)

Muatan listrik ada dua jenis, yaitu muatan listrik positif (proton) dan muatan listrik negatif (elektron). Jika kedua muatan berbeda jenis, maka akan terjadi gaya tarik-menarik. Jika kedua muatan sejenis, maka akan terjadi gaya tolak-menolak.

Gaya merupakan besaran vektor. Maka untuk perhitungan beberapa gaya, dapat kita gunakan penjumlahan vektor.

Persamaan resultan 2 vektor yang membentuk sudut tertentu:

F = √(F₁² + F₂² + F₁F₂ Cos α)

Diketahui

Muatan diletakkan pada titik-titik sudut segitiga sama sisi

Panjang sisi, r = 12 cm

Muatan pertama, q₁ = 14 μC = 14 × 10⁻⁶ C

Muatan kedua, q₂ = 3,5 μC = 3,5 10⁻⁶ C

Muatan ketiga, q₃ = 20 μC = 20 10⁻⁶ C

Ditanya

Gaya yang bekerja pada muatan q₃

Penyelesaian

Perhatikan gambar di attachment!

Untuk menghitung resultan gaya di titik q₃, maka kita tentukan terlebih dahulu F₃₁ dan F₃₂.

F₃₁ = k q₃ q₁ / r²

F₃₁ = (9 × 10⁹ × 20 × 10⁻⁶ × 14 × 10⁻⁶) / (12 × 10⁻²)²

F₃₁ = (9 × 20 × 14 × 10⁻³) / (12 × 12 × 10⁻⁴)

F₃₁ = 17,5 × 10¹

F₃₁ = 175 N

F₃₂ = k q₃ q₂ / r²

F₃₂ = (9 × 10⁹ × 20 × 10⁻⁶ × 3,5 × 10⁻⁶) / (12 × 10⁻²)²

F₃₂ = (9 × 20 × 3,5 × 10⁻³) / (12 × 12 × 10⁻⁴)

F₃₂ = 4,375 × 10¹

F₃₂ = 43,75 N

Gaya yang bekerja pada muatan q₃

F = √(F₁² + F₂² + F₁F₂ Cos α)

Pada segitiga sama sisi, besar sudut dalamnya adalah 60°.

F = √(175² + 43,75² + (175)(43,75) Cos 60°)

F = √(30625 + 1914,06 + (7656,25) 1/2)

F = √(32539,06 + 3828,12)

F = √(36367,18)

F = 190,7 N

Kesimpulan

Jadi, gaya yang bekerja pada muatan q₃ adalah sebesar 190,7 N.

Pelajari lebih lanjut

1. Menentukan gaya tolak antara A dan B jika muatan A diperbesar menjadi +8q dan muatan B diperkecil menjadi 2q sedangkan jaraknya diubah menjadi 8cm: brainly.co.id/tugas/21321626

2. Menentukan besar komponen gaya menurut sumbu x dan y: brainly.co.id/tugas/21234976

3. Menentukan gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik dari dua muatan yang diperbesar atau diperkecil muatannya dan diperpanjang atau diperpendek jaraknya: brainly.co.id/tugas/23344327

4. Menentukan gaya total dan arahnya pada 3 muatan yang berada pada sumbu x: brainly.co.id/tugas/20817602

Detail jawaban

Kelas: 12

Mapel: Fisika

Bab: Listrik Statis

Kode: 12.6.2

Kata kunci: sudut, segitiga, sama, sisi, panjang, muatan, 3, gaya, bekerja, pada, mikro, Coulomb, sisi