Kumpulan SOal Hukum Coulomb Fisika Kelas 9 SMP dan pembahasannya

soal mengenai Hukum Coulomb untuk SMP kelas 9 dengan variasi pertanyaan beserta jawabannya:

1. Dua muatan masing-masing 4 μC dan 6 μC dipisahkan pada jarak 2 meter. Berapakah gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara kedua muatan tersebut? (Gunakan konstanta Coulomb $k = 9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2$)

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(4 \times 10^{-6}) \cdot (6 \times 10^{-6})}{2^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{24 \times 10^{-12}}{4}$
$F = 54 \times 10^{-3} \, \text{N}$
Jadi, gaya antara kedua muatan adalah 0,054 N.

2. Jika jarak antara dua muatan yang sejenis diperkecil menjadi setengahnya, bagaimana perubahan gaya listrik antara kedua muatan tersebut?

Jawaban:
Menurut Hukum Coulomb, gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika jaraknya diperkecil menjadi setengahnya, maka gaya akan menjadi $\frac{1}{(1/2)^2} = 4$ kali lebih besar.

3. Dua muatan masing-masing 3 μC dan 9 μC saling berjarak 0,5 meter. Berapakah gaya listrik yang bekerja antara keduanya?

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(3 \times 10^{-6}) \cdot (9 \times 10^{-6})}{0.5^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{27 \times 10^{-12}}{0.25}$
$F = 972 \times 10^{-3} \, \text{N}$
Jadi, gaya antara kedua muatan adalah 0,972 N.

4. Jika jarak antara dua muatan adalah 10 cm dan gaya tolak-menolak yang terjadi adalah 2 N, berapakah besar salah satu muatan jika yang lainnya sebesar 5 μC?

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$
$2 = 9 \times 10^9 \cdot \frac{5 \times 10^{-6} \cdot q_2}{(0.1)^2}$
$q_2 = \frac{2 \times 0.01}{9 \times 10^9 \cdot 5 \times 10^{-6}}$
$q_2 = \frac{0.02}{45} \times 10^3$
$q_2 \approx 4.44 \times 10^{-6} \, \text{C}$ atau 4,44 μC.

5. Jika dua muatan identik diletakkan pada jarak 3 meter dan menghasilkan gaya sebesar 0,03 N, berapakah besar masing-masing muatan?

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q^2}{r^2}$
$0.03 = 9 \times 10^9 \cdot \frac{q^2}{9}$
$q^2 = \frac{0.03 \times 9}{9 \times 10^9}$
$q^2 = 3 \times 10^{-11}$
$q = \sqrt{3 \times 10^{-11}}$
$q \approx 5.48 \times 10^{-6} \, \text{C}$ atau 5,48 μC.

6. Sebuah muatan sebesar 2 μC diletakkan pada jarak 4 meter dari muatan lain sebesar 8 μC. Berapakah gaya listrik yang dialami oleh kedua muatan tersebut?

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(2 \times 10^{-6}) \cdot (8 \times 10^{-6})}{4^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{16 \times 10^{-12}}{16}$
$F = 9 \times 10^{-3} \, \text{N}$
Jadi, gaya antara kedua muatan adalah 0,009 N.

7. Jika dua muatan identik menghasilkan gaya listrik sebesar 2 N ketika dipisahkan sejauh 1 meter, berapakah gaya yang akan terjadi jika jarak antara kedua muatan ditambah menjadi 2 meter?

Jawaban:
Menurut Hukum Coulomb, gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika jarak menjadi dua kali lipat, maka gaya akan menjadi $\frac{1}{2^2} = \frac{1}{4}$ dari gaya awal.
Gaya baru = $\frac{2}{4} = 0.5 \, \text{N}$.

8. Dua muatan sebesar 6 μC dan 2 μC dipisahkan sejauh 3 meter. Berapakah besar gaya listrik antara kedua muatan tersebut?

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(6 \times 10^{-6}) \cdot (2 \times 10^{-6})}{3^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{12 \times 10^{-12}}{9}$
$F = 12 \times 10^{-3} \, \text{N}$
Jadi, gaya antara kedua muatan adalah 0,012 N.

9. Dua muatan tolak-menolak dengan gaya sebesar 0,04 N ketika jarak antara keduanya adalah 2 meter. Jika jarak antara keduanya diubah menjadi 1 meter, berapakah gaya yang terjadi?

Jawaban:
Gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika jarak diperkecil menjadi setengah, maka gaya menjadi 4 kali lebih besar:
Gaya baru = $0.04 \times 4 = 0.16 \, \text{N}$.

10. Dua muatan masing-masing 7 μC dan 9 μC dipisahkan sejauh 0,8 meter. Hitung gaya listrik yang bekerja di antara kedua muatan tersebut.

Jawaban:
$F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{(7 \times 10^{-6}) \cdot (9 \times 10^{-6})}{(0.8)^2}$
$F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{63 \times 10^{-12}}{0.64}$
$F = 8.86 \times 10^{-2} \, \text{N}$
Jadi, gaya antara kedua muatan adalah 0,0886 N.

Semoga soal dan jawaban ini membantu!

Read More

PREDIKSI UTS IPA SMP KELAS 9 SEMESTER GANJIL KURIKULUM MERDEKA

Berikut adalah 20 soal pilihan ganda prediksi untuk UTS IPA kelas 9 berdasarkan Kurikulum Merdeka, dengan fokus lebih banyak pada fisika:

Fisika

1. Sebuah benda bermassa 2 kg berada pada ketinggian 5 meter dari tanah. Jika gravitasi bumi 10 m/s², berapakah energi potensial benda tersebut?

A. 50 Joule
B. 100 Joule
C. 150 Joule
D. 200 Joule

2. Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah...

A. Voltmeter
B. Amperemeter
C. Ohmmeter
D. Multimeter

3. Suatu benda bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s selama 10 detik. Berapakah jarak yang ditempuh benda tersebut?

A. 100 meter
B. 150 meter
C. 200 meter
D. 250 meter

4. Sebuah gaya sebesar 10 N bekerja pada benda bermassa 5 kg. Berapakah percepatan yang dihasilkan pada benda tersebut?

A. 1 m/s²
B. 2 m/s²
C. 3 m/s²
D. 4 m/s²

5. Gelombang bunyi termasuk jenis gelombang...

A. Elektromagnetik
B. Transversal
C. Longitudinal
D. Mekanik

6. Hukum Ohm menyatakan bahwa hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R) dinyatakan dengan persamaan...

A. V = I + R
B. V = I x R
C. V = I / R
D. V = R / I

7. Sebuah lensa cembung memiliki jarak fokus 10 cm. Jika sebuah benda diletakkan 15 cm dari lensa, berapakah letak bayangannya?

A. 30 cm
B. 20 cm
C. 15 cm
D. 10 cm

8. Suatu bahan konduktor digunakan dalam rangkaian listrik untuk...

A. Menyimpan arus listrik
B. Menghambat arus listrik
C. Mengalirkan arus listrik
D. Menghentikan arus listrik

9. Salah satu sifat cahaya adalah...

A. Dapat dipantulkan
B. Dapat dihentikan
C. Bergerak lebih lambat daripada suara
D. Tidak dapat dibiaskan

10. Gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak di atas permukaan kasar akan...

A. Mempercepat gerak benda
B. Memperlambat gerak benda
C. Menjaga kecepatan benda tetap
D. Tidak mempengaruhi gerak benda

11. Frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh manusia berada pada rentang...

A. 1 - 100 Hz
B. 20 - 20.000 Hz
C. 100 - 1000 Hz
D. 20.000 - 100.000 Hz

12. Alat yang digunakan untuk memisahkan warna cahaya adalah...

A. Mikroskop
B. Lensa
C. Prisma
D. Cermin

13. Jika sebuah gelombang cahaya melewati medium dengan indeks bias lebih besar, maka kecepatannya akan...

A. Bertambah
B. Berkurang
C. Tetap
D. Hilang

14. Sebuah benda bermassa 10 kg dipindahkan sejauh 5 meter oleh gaya sebesar 20 N. Berapakah usaha yang dilakukan gaya tersebut?

A. 50 Joule
B. 100 Joule
C. 150 Joule
D. 200 Joule

15. Sumber energi listrik yang tidak bisa diperbarui adalah...

A. Matahari
B. Batubara
C. Angin
D. Air

Biologi

16. Proses pembelahan sel secara mitosis menghasilkan...

A. Dua sel anak yang identik
B. Empat sel anak yang berbeda
C. Dua sel anak yang berbeda
D. Empat sel anak yang identik

17. Oksigen yang dihirup manusia diperlukan untuk proses...

A. Fermentasi
B. Fotosintesis
C. Respirasi
D. Transpirasi

18. Di dalam ekosistem, hewan yang hanya memakan tumbuhan disebut...

A. Karnivora
B. Omnivora
C. Herbivora
D. Detritivora

19. Organ reproduksi pada tumbuhan yang berfungsi menghasilkan serbuk sari adalah...

A. Putik
B. Benang sari
C. Daun
D. Akar

20. Proses fotosintesis pada tumbuhan berlangsung di...

A. Akar
B. Batang
C. Daun
D. Bunga

Read More