Seperti yang kita ketahui bahwa Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.
Sedangkan "Medan" adalah ruang di sekitar benda yang setiap titik dalam ruang tersebut akan terpengaruh oleh gaya yang ditimbulkan benda.
Karena yang diselidiki adalah benda-benda yang mengandung muatan listrik, maka hukum coulomb tersebut dapat menjadi acuan dalam merumuskan medan listrik.
Disini anda akan menjumpai beberapa soal medan listrik yang membahas tentang kuat medan listrik pada suatu titik, gaya coulomb atau gaya listrik, soal tentang resultan medan, besar gaya listrik pada suatu muatan dsb.
Contoh Soal Medan Listrik
Soal No.1Jika diketahui dua buah muatan listrik yang nilainya adalah : 3×10-6 C dan 6×10-6 C dan terpisah pada jarak 3 cm. Hitunglah nilai atau besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tersebut ?
Pembahasan
F = k
F = 9x109
F = 9x109
F = 1,8x102 N
q1 . q2
r2
F = 9x109
3x10-6 . 6x10-6
(3x10-2)2
F = 9x109
18x10-12
9x10-4
F = 1,8x102 N
Soal No.2
Berapakah kuat medan listrik di titik A yang memiliki jarak sebesar 3cm dari muatan yang bernilai +8x10-9 C ?
EP = k
EP = 9x109
EP = 8x104 N/C
q
r2
EP = 9x109
8x10-9
(3x10-2)2
EP = 8x104 N/C
Soal No.3
Jika kuat medan listrik pada sebuah titik yang memiliki jarah sebesar 3 cm dari muatan positif adalah 100 N/C. Hitunglah kuat medan lisrik pada titik lain yang memiliki jarak sebesar 6 cm dari muatan tersebut ?
Pembahasan
r1 = 3 cm
r2 = 6 cm
E1 = 100 N/C
Perbandingan medan listrik :
E2 =
Jadi kuat medan lisrik pada titik lain yang memiliki jarak sebesar 6 cm dari muatan tersebut adalah :25 N/C
r2 = 6 cm
E1 = 100 N/C
Perbandingan medan listrik :
E2
E1
=
kq
r22
kq
r12
E2
E1
= (
r1
r2
)2
E2
100
= (
3
6
)2
E2
100
=
9
36
E2 =
9
36
100 = 25 N/C
Jadi kuat medan lisrik pada titik lain yang memiliki jarak sebesar 6 cm dari muatan tersebut adalah :25 N/C
Soal No.4
Jika diketahui muatan q1 = -20µC dan muatan q2 = = -40µC. Jika pada titik P yang jaraknya 20 cm dari q2, resultan kuat medan listrik bernilai nol. Berapakah jarak titik P dari muatan q1 ?
q1 = -20µC
q2 = = -40µC
r2 = 20 cm = 0,2 m
Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P, maka :
E1 = E2
kk
r12 =
r12 = 0,02
r1 = 0,14 meter
r1 = 14 cm
Jadi jarak titik P dari muatan q1 adalah 14 cm
q2 = = -40µC
r2 = 20 cm = 0,2 m
Resultan kuat medan listrik bernilai nol pada titik P, maka :
E1 = E2
q1
r12
=
q2
r22
20x10-6
r12
=
40x10-6
(0,2)2
r12 =
0,8x10-6
40x10-6
r12 = 0,02
r1 = 0,14 meter
r1 = 14 cm
Jadi jarak titik P dari muatan q1 adalah 14 cm
Soal No.5
Dua buah muatan masing-masing qA bernilai 2µC dan qB bernilai -4µC. Jika titik C berada diantara kedua muatan tersebut dan berjarak 10 cm dari muatan qA, hitunglah kuat medan listrik di titik C akibat pengaruh kedua muatan tersebut ?
qA = 2µC = 2x10-6 C
qB = -4µC = -4x10-6 C
rCA = 10 cm = 0,1 m
rCB = 20 Cm = 0,2 m
EC = EA + EB
EC = k(
EC = 9x109(
EC = 9x109(2x10-4 + 10-4)
EC = (18+9) x 105 = 27x105 N/C
qB = -4µC = -4x10-6 C
rCA = 10 cm = 0,1 m
rCB = 20 Cm = 0,2 m
EC = EA + EB
EC = k(
qA
rCA2
+
qB
rCb2
)EC = 9x109(
2x10-6
(0,1)2
+
4x10-6
(0,2)2
)EC = 9x109(2x10-4 + 10-4)
EC = (18+9) x 105 = 27x105 N/C
Soal No.6
Dua buah muatan masing-masing qA bernilai -1µC dan qB bernilai -4µC. Jika jarak kedua muatan tersebut adalah 9 cm. Maka letak titik yang kuat medannya nol adalah....?
Agar menghasilkan kuat medan listrik nol, maka arah medan listriknya berlawanan diantara kedau muatan.
EA = EA
kk
9 - x = 2x
9 = 2x + x
9 = 3x
x = 3 cm
Jadi letak titik yang kuat medannya nol adalah 3 cm di kanan A
qA
rA2
=
qB
rB2
10-6
x2
=
4x10-6
(9-x)2
(9-x)2
x2
= 4
(9-x)
x
= √4 =2 9 - x = 2x
9 = 2x + x
9 = 3x
x = 3 cm
Jadi letak titik yang kuat medannya nol adalah 3 cm di kanan A
Soal No.7
Jika dua buah titik berjarak 4 meter bermuatan masing-masing +q1 dan +q2. Berapa perbandingan antara q1 dan q2 jika medan listrik pada titik yang berjarak 1 meter dari q1 bernilai nol
Karena pada titik A medan listriknya sama dengan nol maka E1-E2 = 0
E1 = E2. Kita mendapatkan persamaan :
EA = EA
kk
q2 = 9q1
E1 = E2. Kita mendapatkan persamaan :
EA = EA
q1
r12
=
q2
r22
q1
12
=
q2
32
q2 = 9q1