SOAL 1. Analisislah kontribusi hukum Coulomb dalam perkembangan ilmu fisika serta pengaruh biografi penemunya terhadap penemuan tersebut! 2. Diberikan derhadup pendistrik (4times 10^-6 C dan 8times 10^-6C) yang terpisah sejauh 5 cm. Analisis bagaimana perubahan arah atau jenis muatan memengaruhi besar gaya listrik yang bekerja! 3. Diberikan dua jenis sumber energi listrik (baterai seri dan paralel). Analisis kelebihan dan kekurangan masing-masing jenis dalam mendukung efisiensi daya untuk rangkaian elektronik! 4. Sebuah kawat penghantar dialiri arus listrik sebesar 10 A selama 3 menit Analisis bagaimana perubahan waktu atau resistans kawat memengaruhi panas yang dihasilkan! 5. Sebuah solenoida memiliki panjang 1 m, arus 3 A. dan 500 lilitan. Analisis bagaimana perubahan jumlah lilitan atau panjang solenoida memengaruhi besar induksi magnet di dalamnya! 6. Sebuah partikel bermuatan negatif bergerak melintasi medan magnet dengan kecepatan 1500 m/s sejauh 20 cm. Analisis bagaimana perubahan orientas medan magnet atau arah gerak partikel memengaruhi gaya Lorentz yang dialami partikel tersebut! 7. Sepotong kawat bergerak sejajar medan magnet homogen dengan kecepatan 2m/s dan panjang kawat 15 cm. Analisis perubahan arah gerak atau intensitas medan magnet memengaruhi besar GGL induksi yang terjadi!

1. Analisis kontribusi hukum Coulomb:

Hukum Coulomb adalah salah satu pilar dasar dalam elektrostatika yang menyatakan bahwa gaya antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka. Hukum ini sangat penting dalam perkembangan ilmu fisika karena memberikan pemahaman tentang interaksi elektrostatik, yang merupakan dasar dari banyak fenomena alam dan teknologi modern.

Penemuan hukum Coulomb oleh Charles-Augustin de Coulomb pada abad ke-18 didasarkan pada eksperimen dan pengamatan yang cermat. Biografi penemunya menunjukkan bahwa meskipun ia tidak memiliki pendidikan formal yang mendalam dalam fisika, kecerdasannya dan ketekunan memungkinkan dia untuk membuat kontribusi besar. Pengalaman sehari-harinya sebagai insinyur militer dan penelitian independen membantunya mengembangkan prinsip-prinsip dasar elektrostatika.

2. Analisis perubahan arah atau jenis muatan memengaruhi besar gaya listrik:

Gaya listrik antara dua muatan dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb:
\[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} \]
di mana \( k \) adalah konstanta Coulomb, \( q_1 \) dan \( q_2 \) adalah muatan, dan \( r \) adalah jarak antara muatan.

Jika muatan berubah tanda (satu menjadi positif, satu menjadi negatif), gaya listrik akan menjadi tarik-menarik (berlawanan arah). Jika muatan memiliki jenis yang sama (keduanya positif atau keduanya negatif), gaya listrik akan menjadi tolak-menolak (sama arah).

Dalam kasus ini, dengan muatan \(4\times 10^{-6}\) C dan \(8\times 10^{-6}\) C yang terpisah sejauh 5 cm, gaya listrik adalah:
\[ F = k \frac{(4\times 10^{-6})(8\times 10^{-6})}{(0.05)^2} \]

Jika muatan berubah tanda, gaya akan berubah arah. Jika muatan tetap sama, gaya tetap sama besar tetapi arahnya tetap.

3. Analisis kelebihan dan kekurangan baterai seri dan paralel:

- Baterai Seri:
- Kelebihan: Menyediakan tegangan total yang lebih tinggi karena tegangan individual baterai dijumlahkan.
- Kekurangan: Kapasitas total daya lebih rendah karena arus harus melewati setiap sel secara berurutan, meningkatkan resistansi total.

- Baterai Paralel:
- Kelebihan: Menyediakan kapasitas total daya yang lebih besar karena arus dapat mengalir melalui setiap sel secara paralel.
- Kekurangan: Tegangan total tetap sama dengan tegangan individu baterai, sehingga tidak sebanding dengan baterai seri untuk aplikasi yang membutuhkan tegangan tinggi.

4. Analisis perubahan waktu atau resistansi kawat memengaruhi panas yang dihasilkan:

Panas yang dihasilkan dalam kawat penghantar dapat dihitung menggunakan rumus:
\[ P = I^2 R t \]
di mana \( P \) adalah daya (panas), \( I \) adalah arus, \( R \) adalah resistansi, dan \( t \) adalah waktu.

Jika waktu atau resistansi berubah, panas yang dihasilkan juga akan berubah. Misalnya, jika arus tetap konstan dan resistansi meningkat, panas yang dihasilkan akan meningkat sebanding dengan kuadrat arus. Sebaliknya, jika resistansi menurun, panas yang dihasilkan akan berkurang.

5. Analisis perubahan jumlah lilitan atau panjang solenoida memengaruhi besar induksi magnet:

Induksi magnet di dalam solenoida dapat dihitung menggunakan rumus:
\[ B = \mu_0 n I \]
di mana \( B \) adalah induksi magnet, \( \mu_0 \) adalah permeabilitas vakum, \( n \) adalah jumlah lilitan per satuan panjang, dan \( I \) adalah