Lanjut..setelah belajar bab pertama di pelajaran fisika yaitu bab listrik dinamis. Kita sekarang belajar mengenai listrik statis. Kita kasih ringkasan materi dan 40 contoh soal mengenai listrik statis. Semoga setelah baca-baca di web ini kamu tambah paham mengenai bab listrik statis. Lanjut ke daftar isi yah..
DAFTAR ISI
Rangkuman Materi Listrik Statis Kelas 12
HUKUM COULOMB
Menurut Coulomb, dua muatan yang didekatkan akan bekerja gaya tarik atau gaya tolak. Gaya tarik terjadi jika muatan berlainan jenis sedangkan gaya tolakan terjadi pada muatan yang sejenis
Gaya tersebut disebut gaya coulomb yang besarnya sebanding dengan perkalian kedua muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
F = Gaya Coloumb (N)
k = Konstanta = 9 x 109 Nm2 / C2
q1 = Besar muatan 1 (C)
q2 = Besar muatan 2 (C)
r = Jarak antar muatan (m)
Kuat Medan Listrik
Medan listrik merupakan daerah di sekitar muatan yang masih merasakan pengaruh gaya Coulomb.
Dari gambar tersebut arah garis garis medan listrik jika muatan positif (+) keluar menuju muatan negatif (-) masuk.
Besarnya medan listrik disebut kuat medan listrik yang dirumuskan sebagai berikut:
atau
Keterangan:
E = Kuat Medan listrik (N/C)
k = konstanta = 9 x 109 Nm2/C2
q = Muatan listrik (C)
r = jarak dari titik ke muatan sumber medan listrik (m)
Energi Potensial Listrik
Energi potensial listrik secara matematis dapat di rumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
Ep = energi potensial listrik (joule)
k = konstanta = 9 x 109 N m2 / C2
q1, q2 = besar muatan listrik (C)
r = jarak antara muatan (m)
Usaha
Merupakan perubahan energi potensial
Keterangan:
W = Usaha (joule)
k = konstanta = 9 x 109 N m2 / C2
q1, q2 = besar muatan listrik (C)
r1 = jarak awal (m)
r2 = jarak akhir (m)
Kekekalan energi
Berlaku dalam medan listrik
Di mana:
Keterangan:
E = kuat medan antar pelat (N/C)
d = jarak antar pelat (m)
Potensial Listrik
Energi potensial merupakan besarnya energi potensial yang dimiliki muatan 1 Coulomb. Dari definisi ini, potensial listrik dapat dirumuskan sebagai berikut.
atau
Keterangan:
V = Potensial listrik (Volt)
k = Konstanta = 9 x 109 N m2 / C2
q = besar muatan sumber (C)
r = jarak titik dari muatan (m)
Hukum Gauss
Hukum gauss menyatakan bahwa jumlah garis medan listrik yang menembus suatu permukaan sebanding dengan jumlah muatan listrik yang ada di dalam permukaan tersebut. Hukum ini menghubungkan medal listrik pada permukaan tertutup dengan muatan total di dalam permukaan tersebut. Dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan
f = fluks listrik (weber)
q = muatan total di dalam permukaan (C)
eo = permitivitas listrik di ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/N m2)
E = medan listrik (N/C)
A = Luas permukaan yang dilingkupi muatan (m2)
q = sudut antara medan listrik dan normal bidang
Penerapan Hukum Gauss
Bola Konduktor Bermuatan
Bola konduktor berongga
Kuat medan di dalam bola ( r < R)
E = 0
Potensial Listrik di dalam bola (r < R)
Kuat Medan di luar bola ( r > R)
Potensial listrik di dalam bola (r > R)
Keterangan
r = Jarak titik ke muatan sumber
R = jari jari bola konduktor
Keping Sejajar Bermuatan
Kuat Medan
Keterangan :
E = Kuat medan listrik di antara keping sejajar (N/C)
q = muatan total di dalam permukaan (C)
eo = permitivitas listrik di ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/N m2)
A = Luas keping (m2)
σ = rapat muatan keping (C/m2)
Kapasitor
Kapasitor berfungsi sebagai komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut dengan kapasitas kapasitor. Besarnya kapsitas dari suatu kapasitor di rumuskan sebagai berikut:
Keterangan :
C = kapasitas kapasitor (Farad)
q = muatan yang tersimpan (Coulomb)
V = beda potensial (Volt)
Kapasitor pada umumnya terdiri dari dua keping sejajar yang diletakkan berdekatan tetapi tidak saling bersentuhan.
Rumusan kapasitas kapsitor jika tanpa bahan penyekat :
Jika ada bahan penyekat/dielektrik:
Keterangan:
Co = kapasitas kapasitor tanpa bahan elektrik (F)
A = luasan penampang plat ()
d = jarak antarplat sejajar (m)
C = Kapasitas kapasitor dengan bahan elektrik (F)
k = konstanta dielektrik bahan
Rangkaian Kapasitor
RANGKAIAN SERI
Sifat-sifat yang dimiliki rangkaian seri sebagai berikut:
Kapasitas pengganti
Muatan kapasitor sama
Q1 = Q2 = Q3 = Qtotal
Beda potensial antar kapasitor
RANGKAIAN PARALEL
Sifat-sifat yang dimiliki rangkaian seri sebagai berikut:
Kapasitas pengganti :
Co = C1 + C2 + C3
Beda potensial tiap kapasitor sama
V1 = V2 = V3
Muatan antar kapasitor
Q1 : Q2 : Q3 = C1 : C2 : C3
Energi yang tersimpan pada kapasitor
Keterangan:
W = energi yang tersimpan dalam kapasitor (Joule)
Q = muatan kapasitor (Coulomb)
V = beda potensial (Volt)
C = Kapasitas Kapasitor (Farad)
35 Contoh Soal Listrik Statis Jawaban & Pembahasannya Kelas 12
PEMBAHASAN :
Jawaban B
PEMBAHASAN :
Berikut ini gambar berdasarkan soal di atas
FCA = FCB artinya muatan Q dititik C dalam kondisi setimbang, jika muatan ini digeser ke arah tertentu, misalnya ke arah B maka pada saat tidak ada dorongan lagi, muatan ini akan kembali ke tempat semula di titik C dan diam disana (Pernyataan salah)
Bola C ditolak oleh bola A dan B karena muatannya sama (Alasan benar)
Jawaban D
- 1 : 2
- 2 : 1
- 1 : 4
- 4 : 1
- 3 : 2
PEMBAHASAN :
Jawaban : D
- -5 µC dan -1 µC
- -10 µC dan 4 µC
- -3 µC dan -3 µC
- -8 µC dan 2 µC
- -4 µC dan -2 µC
PEMBAHASAN :
Jawaban : E
- 7,5 N
- 12,5 N
- 17,5 N
- 22,5 N
- 27,5N
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- 4,4 x 10-6C
- 4,4 x 10-7C
- 4,4 x 10-8C
- 8,8 x 10-7C
- 8,8 x 10-8C
PEMBAHASAN :
Jawaban : C
- 3 cm dari muatan B
- 4 cm dari muatan B
- 5 cm dari muatan B
- 3 cm dari muatan A
- 6 cm dari muatan A
PEMBAHASAN :
Jawaban : D
- 1000 mV
- 500 mV
- 250 mV
- 50 mV
- 25 mV
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- 0,9√3 N
- 0,9√2 N
- 0,9 N
- 0,81 N
- 0,4 N
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- Masing masing kapasitor memiliki muatan yang sama banyak
- Kapasitor yang besarnya 1 mF menyimpan energi listrik terbesar
- Pada kapasitor 3 mF Bekerja tegangan terkecil
- Ketiga kapasitor bersama sama membentuk sebuah kapasitor ekivalen dengan muatan tersimpan sebesar 6/11 C
PEMBAHASAN :
Jawaban : A
- 4,8 x 10-14 N
- 5,2 x 10-14 N
- 3,0 x 10-23 N
- 3,3 x 10-24 N
- 4,8 x 10-24 N
PEMBAHASAN :
Diketahui:
q = 4 x 10-19 C
E = 1,2 x 105 N/C
Menentukan Gaya Coulumb jika diketahui q dan E menggunakan rumus:
F = qE
F = 4.10-19 x 1,2.105 = 4,8.10-14 N
Jawaban : A
Empat buah muatan masing masing q2 = -2 µC, q2 = 1 µC, q3 = -1 µC dan q1 =1 µC terletak di sudut sudut suatu bujur sangkar berisi 0,2 m. Bila diketahui εo adalah termitivitas vakum maka potensial listrik dititik tengah bujur sangkar tersebut adalah
- 0 μV
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- 1,275.108 N.C-1
- 1,350.108 N.C-1
- 1,425.108 N.C-1
- 1,550.108 N.C-1
- 1,675.108 N.C-1
PEMBAHASAN :
Jawaban : C
- 10 N
- 12 N
- 36 N
- 72 N
- 100 N
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- 9,0 x 107 N/C
- 7,5 x 107 N/C
- 6,0 x 107 N/C
- 7,2 x 107 N/C
- 5,4 x 107 N/C
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- –(3+√8) m
- – 1/3 m
- 0 m
- 1/3 m
- 3√8 m
PEMBAHASAN :
Jawaban : A
- Luas pelat
- Tebal pelat
- Jarak kedua pelat
- Konstanta dielektrik
Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan adalah…
- 1 dan 2 saja
- 3 dan 4 saja
- 1,2, dan 3
- 1,2 dan 4
- 1,3, dan 4
PEMBAHASAN :
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan dapat di lihat daripersamaan kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri bahan dielektrik.
Keterangan:
k = konstanta dielektrik
A = luas pelat
d = jarak antar pelat
Sehingga faktor yang mempengaruhi adalah(1),(3), dan(4)
Jawaban : E
- 36 coulumb
- 24 coulumb
- 12 coulumb
- 6 coulumb
- 4 coulumb
PEMBAHASAN :
Menentukan muatan di C5 harus menentukan Qtotal dari Ctotal
Jawaban : B
- 2 joule
- 6 joule
- 9 joule
- 12 joule
- 18 joule
PEMBAHASAN :
Jawaban : D
- 576 joule
- 288 joule
- 144 joule
- 72 joule
- 48 joule
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- +2,5 C
- -2,5 C
- +25 C
- -25 C
- +4 C
PEMBAHASAN :
Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q2 = nol maka muatan q3 harus bermuatan positif
F32 = F12
(k dan q2 dicoret kedua sisi)
q3 = ¼ q1 = ¼ x 10 C
q3 = +2,5 C
Jawaban : C
PEMBAHASAN :
Arah medan listrik akan keluar dari muatan positif dan akan masuk menuju muatan negatif.
Jawaban : D
- B
- C
- D
- E
- Tidak ada
PEMBAHASAN :
Suatu titik di sebelah kanan C memiliki muatan -2Q dan di sebelah kiri C memiliki muatan +Q, maka tidak mungkin titik C medan listriknya = 0 karena nilai muatannya tidak sama besar. Kemungkinan titik yang medan listriknya nol adalah B karena harus ada muatan lain yang diletakan di muatan yang lebih kecil yaitu +Q. Karena berbeda muatan maka letaknya tidak berada diantara kedua muatan tersebut.
Jawaban : A
- lebih kecil dari potensial di permukaan
- lebih kecil dari potensial di luar bola
- sama dengan di permukaan bola
- sama dengan nol
- sama dengan di luar bola
PEMBAHASAN :
Nilai potensial listrik di dalam bola akan sama dengan di permukaan bola
Jawaban : C
- Energi listrik bola tidak berubah
- Timbul arus listrik di permukaan bola
- Muatan listrik tersebar merata di seluruh bagian bola
- Potensial listrik di dalam bola harus sama dengan nol
- Medan listrik di dalam bola harus sama dengan bola
PEMBAHASAN :
Jika sebuah bola pejal diberi muatan maka muatan pada bola pejal tersebut akan merata ke seluruh bagian bola tersebut
Jawaban : C
- Q2 dan Q1 sejenis, besar Q2 kurang dari besar Q1
- Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 kurang dari besar Q1
- Q2 dan Q1 sejenis, besar Q2 lebih dari besar Q1
- Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 lebih besar dari Q1
- Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 sama dengan besar Q1
PEMBAHASAN :
Jika elektroskop agak menguncup menandakan terjadi gaya tarik menarik sehingga muatan Q1 dan Q2 berlawanan jenis karena saling tarik menarik. Besar Q1 dan Q2 sama karena penambahan Q1 tidak mengalami perubahan pada elektroskop, tetapi saat Q2 ditambahkan elektroskop agak menguncup.
Jawaban : E
- Pada masing-masing kapasitor akan bekerja tegangan yang sama.
- Kapasitor C3 menyimpan energi listrik paling banyak
- Kapasitor C1 mempunyai muatan paling kecil
- Ketiga kapasitor mempunyai harga kapasitansi ekivalen 6 μF
PEMBAHASAN :
- Karena dihubungkan secara paralel maka beda potensial ketiga kapasitor akan sama yaitu V volt. (Benar)
- Hubungan energi listrik dengan kapasitas yaitu:
W = ½ CV2
W (energi listrik) berbanding lurus dengan C (kapasitas). Energi listrik yang paling banyak disimpan yang kapasitas kapasitornya yang paling besar yaitu C3 (Benar) - Hubungan muatan dengan kapasitas yaitu:
Q = CV
Q (muatan) berbanding lurus dengan C (kapasitas). Muatan terkecil yaitu yang kapasitas kapasitornya yang paling kecil yaitu C1 (Benar) - Karena disambung paralel, maka kapasitas penggantinya:
Cp = C1 + C2 + C3 = 1 + 2 + 3 = 6μF (Benar)
Karena 1,2,3 dan 4 benar maka jawabannya adalah E
Jawaban : E
- 0 N
- 3 N
- 6 N
- 12 N
- 18 N
PEMBAHASAN :
Jika dua bola konduktor bermuatan dihubungkan oleh kawat penghantar maka berlaku:
Q = QA + QB
Q = -3 x 10-6 C + 3 x 10-6 C = 0 (netral)
Apabila kawat dilepas maka nilai besar gaya antara kedua bola konduktor = 0 N
Jawaban : A
gram digantung dengan tali ringan yang panjangnya sama ditempat yang sama. Karena sejenis maka keduanya akan tolak menolak sehingga terpisah pada jarak 1 m membentuk segitiga sama sisi. Besar muatan masing-masing (dalam mikro coulomb) adalah …- 0,33
- 0,66
- 3,3
- 6,6
- 33,6
PEMBAHASAN :
Jika digambarkan sebagai berikut:
Diketahui:
muatan masing-masing = q
jarak antar bola (r) = 1 m
massa masing-masing bola = gram
Karena membentuk segitiga sama sisi maka sudut masing sisi = 60o, sehingga nilai θ = ½ x 60o = 30o
Menentukan muatan masing-masing melalui tan θ
Jawaban : A
- 3
- 4
- 5
- 7
- 9
PEMBAHASAN :
Jika digambarkan sebagai berikut:
Diketahui medan listrik C = 0, maka
EA = EB
(k dicoret)
x2 = 9
x = 3 cm
Maka jarak AB = 2 cm + 3 cm = 5 cm
Jawaban : C
- arahnya menjauhi q bila q positif menuju ke q negatif
- berbanding langsung dengan q
- berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP
- arahnya sama dengan gaya Coulomb pada muatan q’ di P bila q positif, dan berlawanan dengan gaya Coulomb tersebut bila q negatif.
PEMBAHASAN :
- Medan listrik memiliki arah keluar dari muatan positif dan masuk menuju muatan negatif. (BENAR)
- Rumusan kuat medan listrik:
Keterangan:
E = kuat medan listrik (N/C)
q = muatan (C)
r = jarak titik ke muatan (m)
Jika kuat medan listrik (E) dihubungkan dengan muatan (q), maka dilihat dari rumus E dan q berbanding lurus atau berbanding langsung (BENAR) - Dari rumusan no 2 medan listrik (E) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP (r2) (BENAR)
- BENAR
Semua benar jawabannya adalah E
Jawaban : E
- kapasitas pengganti kedua kapasitor itu adalah 6μF
- muatan listrik C1 adalah 48μF
- energi yang tersimpan di C1 adalah 1,44 x 10-4 J
- energi yang tersimpan di C2 adalah 5,76 x 10-4 J
PEMBAHASAN :
- Karena dipasang secara paralel, maka kapasitas penggantinya
Cp = C1 + C2 = 2 + 4 = 6μF (BENAR) - Menentukan muatan pada C1
Q1 = C1 V = 2μF. 12 volt = 24μC (SALAH) - Menentukan energi yang tersimpan di C1
W = ½C1V2 = ½. 2 x 10-6 F. 122 = 1,44 x 10-6 J (BENAR) - Menentukan energi yang tersimpan di C2
W = ½C2V2 = ½. 4 x 10-6 F. 122 = 2,88 x 10-6 J (SALAH)
Karena hanya 1 dan 3 yang benar jawabannya adalah B
Jawaban : B
PEMBAHASAN :
Diketahui:
Muatan listrik 1 = 3a
Muatan listrik 2 = Q
Muatan listrik 3 = 5a
k = 9 x 109 Nm2 / C2
Letak di sumbu x → 0, ½ I, dan 2I
Besar muatan Q agar gaya Coulomb pada Q sama dengan nol sebagai berikut:
Muatan Q terletak di antara 3a dan 5a → F1 ke kanan
Muatan Q terletak di antara Q dan 5a → F2 ke kiri, maka Q bernilai negatif
F1 = F2
15a2 = – Q . 20a
15a = – Q . 20
Jawaban : B
- -Q
- 2Q
- 2Q
- -2Q
- -2
PEMBAHASAN :
Diketahui:
Muatan listrik A (QA) = +Q
Muatan listrik C (QC) = +Q
Medan Listrik D (ED) = 0
Maka muatan listrik di titik D sebagai berikut:
BD2 = AB2 + AD2
= r2 + r2
= 2r2
Jawaban : D
- 1,5 weber
- 2,2 weber
- 3 weber
- 1 weber
- 0
PEMBAHASAN :
Diketahui:
p = 20 cm = 20 x 10-2 m
l = 15 cm = 15 x 10-2 m
E = 100 N/C
Menghitung luas permukaan papan logam sebagai berikut:
A = p x l = (20 x 10-2 m) . (15 x 10-2 m)
= 300 x 10-4 m2
= 3 x 10-2 m2
Maka jumlah garis medan listrik yang menembus bidang sebagai berikut:
Φ = E . A . cos α
= 100 N/C . 3 x 10-2 m2 . cos 900
= 3 . 0
= 0
Jawaban : E
Soal No.36
Terdapat dua benda bermuatan listrik masing-masing +Q1 dan +Q2 , jarak keduanya 8 cm. Jika kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak 3 cm dari +Q1 adalah nol. Maka perbandingan antara +Q1 dan +Q2 adalah …
- 9 : 25
- 2 : 7
- 8 : 15
- 4 : 3
- 5 : 12
PEMBAHASAN :
Diketahui:
Dua buah muatan = +Q1 dan +Q2
Jarak muatan = r = 8 cm = 8 x 10-2 m
Jarak dari +Q1 = r1 = 3 cm = 3 x 10-2 cm
r2 = 8 cm – 3 cm = 5 cm → 5 x 10-2 m
Berlaku perbandingan muatan titik +Q1 dan +Q2 sebagai berikut:
E1 = E2
+Q1 . r22 = +Q2 . r12
+Q1 . 52 = +Q2 . 32
+Q1 . 25 = +Q2 . 9
Maka perbandingan +Q1 dan +Q2 = 9 : 25
Jawaban : A
Soal No.37
Sebuah benda memiliki massa 20 gram dan bermuatan 0,6 μF tergantung ditali yang massanya diabaikan. Kemudian pada sebelah kanan benda diletakkan benda bermuatan -0,2 μF dengan jarak 12 cm, sehingga menyebabkan benda tertarik. Berapakah tegangan tali tersebut …(k = 9 x 109 Nm2 / C2 dan g = 10 m/s2 )
- 100 N
- 8,1 N
- 9 N
- 10 N
- 7,5 N
PEMBAHASAN :
Diketahui:
m = 20 gr = 20 x 10-3 kg
q1 = 0,6 μF
q2 = – 0,2 μF
r = 12 cm = 12 x 10-3 m
k = 9 x 109 Nm2
g = 10 m/s2
Menghitung gaya Coulomb yang bekerja, sebagai berikut:
Menghitung berat benda yang digantung sebagai berikut:
W = m . g
= 20 x 10-3 kg . 10 m/s2
= 20 x 10-2 N
= 0,2 N
Maka tegangan tali dapat dihitung sebagai berikut:
Jawaban : E
- Terjadinya petir pada saat hujan
- Penggaris yang dapat menarik kertas
- Bulu tangan terasa ditarik pakaian yang baru disetrika
- Bunyi gemerisik ketika menyisir rambut dengan sisir plastik
- Suara letupan pada ranting kayu yang terbakar
PEMBAHASAN :
Petir merupakan gejala alam yang berbahaya dari listrik statis, yang sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Petir terjadi karena adanya perpindahan elektron, pada saat langit dalam keadaan kelebihan elektron, maka petir akan muncul mengarah ke daerah yang elektronnya lebih sedikit.
Jawaban : A
- Muatan sumber
- Kapasitor
- Medan listrik
- Muatan uji
- Potensial listrik
PEMBAHASAN :
Istilah-istilah pada listrik statis diantaranya:
- Muatan sumber: benda bermuatan yang menghasilkan medan listrik.
- Kapasitor: salah satu peralatan listrik yang digunakan untuk menyimpan energi dalam waktu singkat untuk dibebaskan dengan cepat.
- Medan listrik: daerah di sekitar partikel bermuatan listrik yang masih dipengaruhi gaya listrik (Gaya Coulomb), muatan tersebut dapat memancarkan medan listrik.
- Muatan uji: muatan lain yang diletakkan dalam pengaruh medan listrik muatan sumber.
- Potensial listrik: usaha per satuan muatan yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lainnya.
Jawaban : C
- 0,17 N
- 0,14 N
- 0,04 N
- 1,4 N
- 2,8 N
PEMBAHASAN :
Diketahui:
q = 0,28 C
E = 0,5 N/C
Maka gaya Coulomb yang bekerja pada benda tersebut dapat dihitung sebagai berikut:
F = q . E
F = 0,28 C . 0,5 N/C
F = 0,14 N
Jawaban : B
- 4,8 x 10-14 N
- 5,2 x 10-14 N
- 3,0 x 10-23 N
- 3,3 x 10-24 N
- 4,8 x 10-24 N
PEMBAHASAN :
Diketahui:
q = 4 x 10-19 C
E = 1,2 x 105 N/C
Menentukan Gaya Coulumb jika diketahui q dan E menggunakan rumus:
F = qE
F = 4.10-19 x 1,2.105 = 4,8.10-14 N
Jawaban : A
Empat buah muatan masing masing q2 = -2 µC, q2 = 1 µC, q3 = -1 µC dan q1 =1 µC terletak di sudut sudut suatu bujur sangkar berisi 0,2 m. Bila diketahui εo adalah termitivitas vakum maka potensial listrik dititik tengah bujur sangkar tersebut adalah
- 0 μV
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- 1,275.108 N.C-1
- 1,350.108 N.C-1
- 1,425.108 N.C-1
- 1,550.108 N.C-1
- 1,675.108 N.C-1
PEMBAHASAN :
Jawaban : C
- 10 N
- 12 N
- 36 N
- 72 N
- 100 N
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- 9,0 x 107 N/C
- 7,5 x 107 N/C
- 6,0 x 107 N/C
- 7,2 x 107 N/C
- 5,4 x 107 N/C
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- –(3+√8) m
- – 1/3 m
- 0 m
- 1/3 m
- 3√8 m
PEMBAHASAN :
Jawaban : A
- Luas pelat
- Tebal pelat
- Jarak kedua pelat
- Konstanta dielektrik
Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan adalah…
- 1 dan 2 saja
- 3 dan 4 saja
- 1,2, dan 3
- 1,2 dan 4
- 1,3, dan 4
PEMBAHASAN :
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan dapat di lihat daripersamaan kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri bahan dielektrik.
Keterangan:
k = konstanta dielektrik
A = luas pelat
d = jarak antar pelat
Sehingga faktor yang mempengaruhi adalah(1),(3), dan(4)
Jawaban : E
- 36 coulumb
- 24 coulumb
- 12 coulumb
- 6 coulumb
- 4 coulumb
PEMBAHASAN :
Menentukan muatan di C5 harus menentukan Qtotal dari Ctotal
Jawaban : B
- 2 joule
- 6 joule
- 9 joule
- 12 joule
- 18 joule
PEMBAHASAN :
Jawaban : D
- 576 joule
- 288 joule
- 144 joule
- 72 joule
- 48 joule
PEMBAHASAN :
Jawaban : B
- +2,5 C
- -2,5 C
- +25 C
- -25 C
- +4 C
PEMBAHASAN :
Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q2 = nol maka muatan q3 harus bermuatan positif
F32 = F12
(k dan q2 dicoret kedua sisi)
q3 = ¼ q1 = ¼ x 10 C
q3 = +2,5 C
Jawaban : C
PEMBAHASAN :
Arah medan listrik akan keluar dari muatan positif dan akan masuk menuju muatan negatif.
Jawaban : D
- B
- C
- D
- E
- Tidak ada
PEMBAHASAN :
Suatu titik di sebelah kanan C memiliki muatan -2Q dan di sebelah kiri C memiliki muatan +Q, maka tidak mungkin titik C medan listriknya = 0 karena nilai muatannya tidak sama besar. Kemungkinan titik yang medan listriknya nol adalah B karena harus ada muatan lain yang diletakan di muatan yang lebih kecil yaitu +Q. Karena berbeda muatan maka letaknya tidak berada diantara kedua muatan tersebut.
Jawaban : A
- lebih kecil dari potensial di permukaan
- lebih kecil dari potensial di luar bola
- sama dengan di permukaan bola
- sama dengan nol
- sama dengan di luar bola
PEMBAHASAN :
Nilai potensial listrik di dalam bola akan sama dengan di permukaan bola
Jawaban : C
- Energi listrik bola tidak berubah
- Timbul arus listrik di permukaan bola
- Muatan listrik tersebar merata di seluruh bagian bola
- Potensial listrik di dalam bola harus sama dengan nol
- Medan listrik di dalam bola harus sama dengan bola
PEMBAHASAN :
Jika sebuah bola pejal diberi muatan maka muatan pada bola pejal tersebut akan merata ke seluruh bagian bola tersebut
Jawaban : C
- Q2 dan Q1 sejenis, besar Q2 kurang dari besar Q1
- Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 kurang dari besar Q1
- Q2 dan Q1 sejenis, besar Q2 lebih dari besar Q1
- Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 lebih besar dari Q1
- Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 sama dengan besar Q1
PEMBAHASAN :
Jika elektroskop agak menguncup menandakan terjadi gaya tarik menarik sehingga muatan Q1 dan Q2 berlawanan jenis karena saling tarik menarik. Besar Q1 dan Q2 sama karena penambahan Q1 tidak mengalami perubahan pada elektroskop, tetapi saat Q2 ditambahkan elektroskop agak menguncup.
Jawaban : E
- Pada masing-masing kapasitor akan bekerja tegangan yang sama.
- Kapasitor C3 menyimpan energi listrik paling banyak
- Kapasitor C1 mempunyai muatan paling kecil
- Ketiga kapasitor mempunyai harga kapasitansi ekivalen 6 μF
PEMBAHASAN :
- Karena dihubungkan secara paralel maka beda potensial ketiga kapasitor akan sama yaitu V volt. (Benar)
- Hubungan energi listrik dengan kapasitas yaitu:
W = ½ CV2
W (energi listrik) berbanding lurus dengan C (kapasitas). Energi listrik yang paling banyak disimpan yang kapasitas kapasitornya yang paling besar yaitu C3 (Benar) - Hubungan muatan dengan kapasitas yaitu:
Q = CV
Q (muatan) berbanding lurus dengan C (kapasitas). Muatan terkecil yaitu yang kapasitas kapasitornya yang paling kecil yaitu C1 (Benar) - Karena disambung paralel, maka kapasitas penggantinya:
Cp = C1 + C2 + C3 = 1 + 2 + 3 = 6μF (Benar)
Karena 1,2,3 dan 4 benar maka jawabannya adalah E
Jawaban : E
- 0 N
- 3 N
- 6 N
- 12 N
- 18 N
PEMBAHASAN :
Jika dua bola konduktor bermuatan dihubungkan oleh kawat penghantar maka berlaku:
Q = QA + QB
Q = -3 x 10-6 C + 3 x 10-6 C = 0 (netral)
Apabila kawat dilepas maka nilai besar gaya antara kedua bola konduktor = 0 N
Jawaban : A
gram digantung dengan tali ringan yang panjangnya sama ditempat yang sama. Karena sejenis maka keduanya akan tolak menolak sehingga terpisah pada jarak 1 m membentuk segitiga sama sisi. Besar muatan masing-masing (dalam mikro coulomb) adalah …- 0,33
- 0,66
- 3,3
- 6,6
- 33,6
PEMBAHASAN :
Jika digambarkan sebagai berikut:
Diketahui:
muatan masing-masing = q
jarak antar bola (r) = 1 m
massa masing-masing bola = gram
Karena membentuk segitiga sama sisi maka sudut masing sisi = 60o, sehingga nilai θ = ½ x 60o = 30o
Menentukan muatan masing-masing melalui tan θ
Jawaban : A
- 3
- 4
- 5
- 7
- 9
PEMBAHASAN :
Jika digambarkan sebagai berikut:
Diketahui medan listrik C = 0, maka
EA = EB
(k dicoret)
x2 = 9
x = 3 cm
Maka jarak AB = 2 cm + 3 cm = 5 cm
Jawaban : C
- arahnya menjauhi q bila q positif menuju ke q negatif
- berbanding langsung dengan q
- berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP
- arahnya sama dengan gaya Coulomb pada muatan q’ di P bila q positif, dan berlawanan dengan gaya Coulomb tersebut bila q negatif.
PEMBAHASAN :
- Medan listrik memiliki arah keluar dari muatan positif dan masuk menuju muatan negatif. (BENAR)
- Rumusan kuat medan listrik:
Keterangan:
E = kuat medan listrik (N/C)
q = muatan (C)
r = jarak titik ke muatan (m)
Jika kuat medan listrik (E) dihubungkan dengan muatan (q), maka dilihat dari rumus E dan q berbanding lurus atau berbanding langsung (BENAR) - Dari rumusan no 2 medan listrik (E) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP (r2) (BENAR)
- BENAR
Semua benar jawabannya adalah E
Jawaban : E
- kapasitas pengganti kedua kapasitor itu adalah 6μF
- muatan listrik C1 adalah 48μF
- energi yang tersimpan di C1 adalah 1,44 x 10-4 J
- energi yang tersimpan di C2 adalah 5,76 x 10-4 J
PEMBAHASAN :
- Karena dipasang secara paralel, maka kapasitas penggantinya
Cp = C1 + C2 = 2 + 4 = 6μF (BENAR) - Menentukan muatan pada C1
Q1 = C1 V = 2μF. 12 volt = 24μC (SALAH) - Menentukan energi yang tersimpan di C1
W = ½C1V2 = ½. 2 x 10-6 F. 122 = 1,44 x 10-6 J (BENAR) - Menentukan energi yang tersimpan di C2
W = ½C2V2 = ½. 4 x 10-6 F. 122 = 2,88 x 10-6 J (SALAH)
Karena hanya 1 dan 3 yang benar jawabannya adalah B
Jawaban : B
PEMBAHASAN :
Diketahui:
Muatan listrik 1 = 3a
Muatan listrik 2 = Q
Muatan listrik 3 = 5a
k = 9 x 109 Nm2 / C2
Letak di sumbu x → 0, ½ I, dan 2I
Besar muatan Q agar gaya Coulomb pada Q sama dengan nol sebagai berikut:
Muatan Q terletak di antara 3a dan 5a → F1 ke kanan
Muatan Q terletak di antara Q dan 5a → F2 ke kiri, maka Q bernilai negatif
F1 = F2
15a2 = – Q . 20a
15a = – Q . 20
Jawaban : B
- -Q
- 2Q
- 2Q
- -2Q
- -2
PEMBAHASAN :
Diketahui:
Muatan listrik A (QA) = +Q
Muatan listrik C (QC) = +Q
Medan Listrik D (ED) = 0
Maka muatan listrik di titik D sebagai berikut:
BD2 = AB2 + AD2
= r2 + r2
= 2r2
Jawaban : D
- 1,5 weber
- 2,2 weber
- 3 weber
- 1 weber
- 0
PEMBAHASAN :
Diketahui:
p = 20 cm = 20 x 10-2 m
l = 15 cm = 15 x 10-2 m
E = 100 N/C
Menghitung luas permukaan papan logam sebagai berikut:
A = p x l = (20 x 10-2 m) . (15 x 10-2 m)
= 300 x 10-4 m2
= 3 x 10-2 m2
Maka jumlah garis medan listrik yang menembus bidang sebagai berikut:
Φ = E . A . cos α
= 100 N/C . 3 x 10-2 m2 . cos 900
= 3 . 0
= 0
Jawaban : E
Soal No.36
Terdapat dua benda bermuatan listrik masing-masing +Q1 dan +Q2 , jarak keduanya 8 cm. Jika kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak 3 cm dari +Q1 adalah nol. Maka perbandingan antara +Q1 dan +Q2 adalah …
- 9 : 25
- 2 : 7
- 8 : 15
- 4 : 3
- 5 : 12
PEMBAHASAN :
Diketahui:
Dua buah muatan = +Q1 dan +Q2
Jarak muatan = r = 8 cm = 8 x 10-2 m
Jarak dari +Q1 = r1 = 3 cm = 3 x 10-2 cm
r2 = 8 cm – 3 cm = 5 cm → 5 x 10-2 m
Berlaku perbandingan muatan titik +Q1 dan +Q2 sebagai berikut:
E1 = E2
+Q1 . r22 = +Q2 . r12
+Q1 . 52 = +Q2 . 32
+Q1 . 25 = +Q2 . 9
Maka perbandingan +Q1 dan +Q2 = 9 : 25
Jawaban : A
Soal No.37
Sebuah benda memiliki massa 20 gram dan bermuatan 0,6 μF tergantung ditali yang massanya diabaikan. Kemudian pada sebelah kanan benda diletakkan benda bermuatan -0,2 μF dengan jarak 12 cm, sehingga menyebabkan benda tertarik. Berapakah tegangan tali tersebut …(k = 9 x 109 Nm2 / C2 dan g = 10 m/s2 )
- 100 N
- 8,1 N
- 9 N
- 10 N
- 7,5 N
PEMBAHASAN :
Diketahui:
m = 20 gr = 20 x 10-3 kg
q1 = 0,6 μF
q2 = – 0,2 μF
r = 12 cm = 12 x 10-3 m
k = 9 x 109 Nm2
g = 10 m/s2
Menghitung gaya Coulomb yang bekerja, sebagai berikut:
Menghitung berat benda yang digantung sebagai berikut:
W = m . g
= 20 x 10-3 kg . 10 m/s2
= 20 x 10-2 N
= 0,2 N
Maka tegangan tali dapat dihitung sebagai berikut:
Jawaban : E
- Terjadinya petir pada saat hujan
- Penggaris yang dapat menarik kertas
- Bulu tangan terasa ditarik pakaian yang baru disetrika
- Bunyi gemerisik ketika menyisir rambut dengan sisir plastik
- Suara letupan pada ranting kayu yang terbakar
PEMBAHASAN :
Petir merupakan gejala alam yang berbahaya dari listrik statis, yang sering terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Petir terjadi karena adanya perpindahan elektron, pada saat langit dalam keadaan kelebihan elektron, maka petir akan muncul mengarah ke daerah yang elektronnya lebih sedikit.
Jawaban : A
- Muatan sumber
- Kapasitor
- Medan listrik
- Muatan uji
- Potensial listrik
PEMBAHASAN :
Istilah-istilah pada listrik statis diantaranya:
- Muatan sumber: benda bermuatan yang menghasilkan medan listrik.
- Kapasitor: salah satu peralatan listrik yang digunakan untuk menyimpan energi dalam waktu singkat untuk dibebaskan dengan cepat.
- Medan listrik: daerah di sekitar partikel bermuatan listrik yang masih dipengaruhi gaya listrik (Gaya Coulomb), muatan tersebut dapat memancarkan medan listrik.
- Muatan uji: muatan lain yang diletakkan dalam pengaruh medan listrik muatan sumber.
- Potensial listrik: usaha per satuan muatan yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lainnya.
Jawaban : C
- 0,17 N
- 0,14 N
- 0,04 N
- 1,4 N
- 2,8 N
PEMBAHASAN :
Diketahui:
q = 0,28 C
E = 0,5 N/C
Maka gaya Coulomb yang bekerja pada benda tersebut dapat dihitung sebagai berikut:
F = q . E
F = 0,28 C . 0,5 N/C
F = 0,14 N
Jawaban : B