3 Contoh Soal Gaya Coulomb SMA Kelas 3 yang Wajib Dikuasai Sebelum Ujian 2026
hukum coulomb adalah salah satu konsep dasar dalam fisika listrik statis yang wajib dikuasai oleh siswa SMA kelas 3. Konsep ini menjelaskan bagaimana dua benda bermuatan listrik saling berinteraksi, baik tarik-menarik maupun tolak-menolak.
Memahami hukum ini tidak hanya penting untuk ujian, tetapi juga untuk menjelaskan fenomena sehari-hari seperti petir dan kerja penangkal petir. Berikut ini adalah kumpulan contoh soal gaya coulomb SMA kelas 3 yang bisa kamu pelajari.
Bunyi dan Rumus Hukum Coulomb
Charles Augustin de Coulomb, ilmuwan asal Perancis, merumuskan hukum ini pada tahun 1785 menggunakan neraca torsi. Bunyi hukum Coulomb menyatakan bahwa besar gaya tarik atau tolak antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Rumus matematisnya adalah F = k (q1 q2) / r², dengan k adalah konstanta Coulomb sebesar 9 x 10⁹ N.m²/C². Satuan muatan listrik adalah Coulomb (C), dan sering ditemukan dalam bentuk mikroCoulomb (µC) atau nanoCoulomb (nC).
Konversi satuan yang perlu diingat adalah 1 nC = 1 x 10⁻⁹ C dan 1 µC = 1 x 10⁻⁶ C. Pemahaman tentang konversi ini sangat membantu saat mengerjakan soal tabel kelas 3 atau soal perkalian kelas 3 yang melibatkan angka besar.
Contoh Soal Gaya Coulomb SMA Kelas 3
Soal 1: Gaya Coulomb Antara Dua Muatan
Dua buah muatan masing-masing sebesar +4 x 10⁻⁶ C dan -3 x 10⁻⁶ C terpisah pada jarak 2 meter. Hitung besar gaya Coulomb yang terjadi antara kedua muatan tersebut!
Pembahasan: Karena muatan berbeda jenis (positif dan negatif), gaya yang terjadi adalah tarik-menarik. Gunakan rumus F = k (q1 q2) / r².
F = (9 x 10⁹) (4 x 10⁻⁶ 3 x 10⁻⁶) / (2)² = (9 x 10⁹) (12 x 10⁻¹²) / 4 = 27 x 10⁻³ N. Jadi, besar gaya Coulomb adalah 27 x 10⁻³ N.
Soal 2: Gaya Coulomb pada Tiga Muatan
Dua buah benda bermuatan listrik X dan Y berada pada jarak 4 meter. Muatan X = +5 x 10⁻⁶ C, muatan Y = -4 x 10⁻⁶ C. Di antara keduanya terdapat titik Z yang berjarak 1 meter dari Y dan memiliki muatan +2 x 10⁻⁶ C. Hitung besar gaya elektrostatis total yang dialami muatan Z!
Pembahasan: Muatan Z positif akan tarik-menarik dengan muatan Y (negatif) dan tolak-menolak dengan muatan X (positif). Gaya total adalah jumlah vektor dari FZY dan FZX.
Hitung FZY: (9 x 10⁹) (2 x 10⁻⁶ 4 x 10⁻⁶) / (1)² = 72 x 10⁻³ N (arah ke Y). Hitung FZX: (9 x 10⁹) (2 x 10⁻⁶ 5 x 10⁻⁶) / (3)² = 10 x 10⁻³ N (arah menjauhi X).
Karena arah gaya FZY dan FZX sama-sama menuju ke Y, maka gaya total FZ = 72 x 10⁻³ + 10 x 10⁻³ = 82 x 10⁻³ N. Soal seperti ini sering muncul dalam contoh soal science kelas 1 tentang sound, hanya saja di sini fokus pada listrik statis.
Soal 3: Menentukan Jarak Antara Dua Muatan
Dua muatan identik masing-masing sebesar 2 x 10⁻⁶ C mengalami gaya tolak sebesar 9 x 10⁻² N. Berapakah jarak antara kedua muatan tersebut?
Pembahasan: Gunakan rumus r = √(k q1 q2 / F). Masukkan nilai: r = √((9 x 10⁹) (2 x 10⁻⁶ 2 x 10⁻⁶) / (9 x 10⁻²)).
r = √((9 x 10⁹) (4 x 10⁻¹²) / (9 x 10⁻²)) = √(36 x 10⁻³ / 9 x 10⁻²) = √(0,4) = 0,632 meter. Soal ini mirip dengan soal perkalian kelas 6 yang membutuhkan ketelitian dalam perhitungan akar kuadrat.
Kesimpulan
Menguasai contoh soal gaya Coulomb SMA kelas 3 membutuhkan pemahaman rumus dan konsep dasar muatan listrik. Latihan soal secara rutin akan membantu kamu menghadapi ujian dengan lebih percaya diri.
Jangan lupa untuk selalu memperhatikan jenis muatan dan arah gaya saat mengerjakan soal. Dengan demikian, kamu bisa menghindari kesalahan umum dan mendapatkan hasil yang tepat.