Contoh Soal HOTS Gaya Coulomb || Listrik Statis Fisika SMA
Haloo sahabat lakonfisika.net…Kali ini akan kami bagikan contoh soal HOTS untuk topik Listrik Statis materi Fisika SMA ya…Lebih tepatnya tentang konsep Gaya Coulomb. Soal ini kami adaptasi dari berbagai buku fisika internasional. Silakan bisa dapat digunakan sebagai pendalaman materi dan…semoga bermanfaat.
Soal HOTS Gaya Coulomb :
1. Soal HOTS 3 Muatan Listrik
Tiga bola kecil yang identik dengan masing-masing memiliki massa $m=0,100\ kg$ dan besar muatan $q$, digantung pada tali seperti pada gambar di bawah ini. Jika panjang tali dibagian kanan dan kiri adalah sebesar $L=3\ cm$ dan besar sudut $\theta ={{45}^{o}}$,
a. tentukanlah besar $q$ dengan kondisi sistem tersebut setimbang.
b. Jika muatan yang di bagian tengah dihilangkan, tentukan jarak pisah muatan sebelah kanan dan kiri.
Petunjuk pengerjaan Soal HOTS 1:
- Gambar diagram gaya yang terjadi pada muatan di sebelah kanan atau kiri, untuk memberikan ilustrasi vektor gaya pada muatan tersebut. (hati-hati, muatan kiri atau kanan juga dipengaruhi oleh muatan yang di tengah)
- Lakukan analisis vektor dengan penguraian atau sifat sinus trigonometri
- Substitusikan nilai resultan gaya coulomb sehingga bisa dihitung besar muatannya. Sebelumnya hitung dulu jarak pisah muatan dengan perbandingan trigonometri dari nilai L dan sudutnya.
- Ulangi langkah tersebut untuk kondisi muatan di tengah dihilangkan, dengan memasukkan besar muatan yang telah dihitung sebelumnya.
2. Soal HOTS 2 Muatan Dalam Wadah
Dua buah manik-manik kecil masing-masing memiliki massa $m$ dan muatan $q$. Ketika diletakkkan dalam sebuah mangkuk setengah lingkaran dengan radius $R$, keduanya bergerak dan akhirnya berhenti dalam kondisi kesetimbangan, terpisah sejauh $d$ seperti pada gambar. Permukaan mangkuk tersebut tidak menghantarkan listrik dan tidak memiliki gesekan dengan manik-manik.
a. Tentukan besar muatan $q$ pada setiap manik-manik
b. Tentukan besar muatan $q$ agar nilai $d$ sama dengan $2R$. Mungkinkah kondisi tersebut terjadi?
Petunjuk pengerjaan Soal HOTS Gaya Coulomb 2:
- Pilih muatan kanan atau kiri untuk dilakukan analisis.
- Gambar diagram gayanya, ada gaya berat, gaya Coulomb dan gaya normal bidang ya.
- Karena tidak ada nilai angka masing-masing besaran, jadi jawaban dituliskan dalam bentuk variabel $m,d,R,k$
- Untuk pertanyaan kedua, tinggal diganti saja nilai $d=2R$
3. Soal HOTS 4 Muatan Listrik
Empat buah partikel yang identik dengan besar muatan masing-masing adalah $q=10,0\ \mu C$ diletakkan dalam titik sudut segiempat seperti gambar. Di posisi 1, 2, dan 3 partikel tersebut ditempelkan sedemikian hingga tidak dapat bergerak. Sedangkan di posisi 4, partikel dapat bergerak. Ukuran segiempat adalah $L=60\ cm$ dan $W=45\ cm$. Seketika setelah diletakkan di posisinya masing-masing, Tentukan:
a. Besar dan arah gaya coulomb yang terjadi pada muatan di posisi nomor 4.
b. Percepatan gerak partikel di posisi 4 serta arah geraknya.
Petunjuk pengerjaan Soal HOTS Gaya Coulomb 3:
- Gambar gaya pada muatan 4 akibat pengaruh/interaksi dengan muatan 1, 2, dan 3.
- Lakukan analisis vektor untuk mencari besar resultan dan arahnya.
- Untuk menentukan percepatan, gunakan Hukum 2 Newton.
Pembahasan soal no 4 di mana ya? saya sudah cari di youtube namun tidak ada
ReplyDelete