tiga muatan yang sama terletak pada sudut sudut segitiga sama sisi. jika gaya antara dua muatan besarnya F, ditanya gaya total pada setiap muatan

Kelas : XII
Pelajaran : Fisika
Kategori : Listrik statis
Kata kunci : muatan, segitiga sama sisi, gaya total

Pembahasan :

Pada segitiga sama sisi, berarti jarak antar muatan adalah sama, dan setiap sudutnya adalah 60° (karena jumlah sudut segitiga 180/3 = 60°). Muatannya adalah sama dan gaya antar dua muatan adalah F, maka gaya total pada setiap muatan adalah sama. Jadi kita cari salah satu saja

Lihat gambar. Gambar menunjukkan resultan gaya pada muatan A. Gaya antara muatan a dan b adalah Fab , Gaya antara muatan a dan c adalah Fac. Dimana Fab = Fac = F. Maka resultan gaya pada titik a dengan sudut apit 60°:

Fr= √F²+F² + 2.F.F cos 60
 = √2F² + 2.F².1/2
= √2F²+F
= √3F²
= F√3

Jadi, gaya total pada setiap muatan adalah F√3. Sehingga dapat disimpulkan bahwa jika muatan sejenis dan sama besar pada ujung segitiga sama sisi, akan memiliki gaya total pada masing-masing muatan sebesar F √3, dimana F merupakan gaya listrik (gaya Coulomb) yang besarnya dapat ditentukan dengan rumus:

F = k.Q.Q/r²

F = gaya Coulomb (N)
k = konstanta (besarnya adalah tetap, yaitu selalu 9.10⁹ Nm²/C²)
Q = muatan listrik (C)
r = jarak antar muatan (m)

Semoga dapat membantu