Menentukan Titik Nol Gaya Coulomb

Halo semuanya! Selamat datang kembali. Hari ini kita akan membahas tuntas beberapa soal fisika untuk persiapan UTBK, mulai dari konsep gaya Coulomb hingga rangkaian kapasitor. Mari kita perhatikan pembahasannya satu per satu.

Kita mulai dengan soal pertama untuk mencari letak muatan agar resultan gayanya nol. Perhatikan diagram di mana muatan C diletakkan di antara muatan A dan B. Syarat setimbang adalah gaya F C-A harus sama dengan gaya F C-B. Kita masukkan ke rumus hukum Coulomb, yaitu k dikali Q A dikali Q C per x kuadrat sama dengan k dikali Q B dikali Q C per tiga puluh minus x dikuadratkan.

Setelah menyederhanakan variabel yang sama dan memasukkan nilai muatannya, kita dapatkan empat per x kuadrat sama dengan sembilan per tiga puluh minus x dikuadratkan. Agar lebih mudah dihitung, kita akarkan kedua ruasnya sehingga menjadi dua per x sama dengan tiga per tiga puluh minus x.

Selanjutnya kita lakukan perkalian silang, yaitu dua dikali tiga puluh minus x sama dengan tiga x. Hasilnya adalah enam puluh dikurang dua x sama dengan tiga x, yang berarti lima x sama dengan enam puluh. Jadi, posisi x adalah dua belas sentimeter diukur dari muatan A.

Sekarang kita lanjut ke soal nomor empat untuk menghitung kapasitas pengganti rangkaian kapasitor antara titik A dan B. Dalam gambar ini, terdapat empat buah kapasitor yang masing-masing memiliki kapasitas sebesar dua C. Mari kita analisis penyederhanaan rangkaiannya langkah demi langkah.

Pertama, dua kapasitor paralel di kanan kita jumlahkan menjadi empat C. Kedua, hasil tersebut diserikan dengan kapasitor dua C di atas sehingga didapat kapasitas seri empat C per tiga. Terakhir, kita paralelkan dengan kapasitor dua C di cabang bawah. Maka, hasil akhir kapasitas antara titik A dan B adalah sepuluh C per tiga. Semoga penjelasan ini bermanfaat dan sampai jumpa lagi!