Soal Ke-2 Tentang Listrik Statis

 SOAL KE-2
TENTANG LISTRIK STATIS

1.) Dua buah muatan qA dan qB masing-masing besarnya +40 µC dan +40 µC. Keduanya terpisah sejauh 40 mm di udara. Besar dan arah gaya listrik kedua muatan tersebut adalah …

A. 9 × 103 N
B. 10 × 103 N
C. 6,75 × 103 N
D. 6,75 × 10-3 N
E. 67,5 × 103 N
Pembahasan

Untuk menjawab pertanyaan diatas sebaiknya kita gambarkan terlebih dahulu arah vektor gaya listrik diatas.
Muatan Listrik 01
Selanjutnya 40 µC = 40 x 10-6 C
Jadi 40 µC = 4 x 10-5 C
Untuk 40 mm = 4 x 10-2 m
F=k\frac { { q }_{ A }x{ q }_{ B } }{ { r }^{ 2 } } \\ \\ F=9x{ 10 }^{ 9 }\quad \frac { 4x{ 10 }^{ -5 }x4x{ 10 }^{ -5 } }{ { \left( 4x{ 10 }^{ -2 } \right) }^{ -2 } } \\ \\ F=9x{ 10 }^{ 9 }\quad \frac { 16x{ 10 }^{ -10 } }{ 16x{ 10 }^{ -4 } } \\ \\ F=9x{ 10 }^{ 9 }x{ 10 }^{ -10 }x{ 10 }^{ 4 }\\ \\ F=9x{ 10 }^{ 3 }\quad N


2.) Dua muatan listrik Q1 dan Q2 menimbulkan gaya tolak – menolak sebesar F pada  saat  jarak  antara  kedua  muatan  r.  Jika  gaya  tolak – menolak  menjadi  4F,  maka  jarak antara kedua muatan menjadi …
A. ¼r
B. ½r
C. r
D. 2r
E. 4r
Pembahasan


Muatan Listrik 02
F1 = F
r1 = r
F2 = 4F
r2 = …?
Besarnya jarak pada keadaan kedua adalah..




\frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( \frac { { r }_{ 2 } }{ { r }_{ 1 } } \right) }^{ 2 }\\ \\ \frac { F }{ 4F } ={ \left( \frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \right) }^{ 2 }\\ \\ \sqrt { \frac { F }{ 4F } } =\quad \frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \\ \\ \sqrt { \frac { 1 }{ 4 } } =\frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \\ \\ \frac { 1 }{ 2 } =\frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \\ \\ { r }_{ 2 }\quad =\quad \frac { 1 }{ 2 } r

3.) Dua buah partikel bermuatan berada di udara berjarak R satu sama lain dan tolak-menolak dengan gaya sebesar F. Jika jarak antara muatan menjadi dua kali semula, maka besar gaya tolak-menolak antara kedua partikel menjadi…
Muatan Listrik 02
A. F
B. 1⁄2 F
C. 1⁄4 F
D. 1⁄6 F
E. 1⁄8 F
Pembahasan
F1 = F pada jarak r1 = R
Kita diminta untuk menentukan F2 pada jarak r2 = 2R.
Sehingga..










\frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } =\quad \frac { k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { { r }_{ 1 } }^{ 2 } } }{ k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { { r }_{ 2 } }^{ 2 } } } \\ \\ \frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } =\quad \frac { \frac { 1 }{ { { r }_{ 1 } }^{ 2 } } }{ \frac { 1 }{ { { r }_{ 2 } }^{ 2 } } } \\ \\ \frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } =\frac { { { r }_{ 2 } }^{ 2 } }{ { { r }_{ 1 } }^{ 2 } } \\ \\ { F }_{ 1 }\quad =\quad F\\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } =\frac { { (2R) }^{ 2 } }{ { R }^{ 2 } } \\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } =\frac { { 4R }^{ 2 } }{ { R }^{ 2 } } \\ \\ { 4F }_{ 2 }\quad =\quad F\\ \\ { F }_{ 2 }\quad =\quad \frac { 1 }{ 4 } F\\
4.) Dua muatan dipisahkan sejauh L. Gaya coulomb yang bekerja pada dua muatan tersebut sebesar F. Jika jarak antara kedua muatan dijadikan dua kali semula, maka gaya Coulombnya menjadi…

A. ¼F
B. ½F
C. F
D. 2F
E. 4F
Pembahasan


LIstrik Statis - Muatan Listrik 04
Dari soal diatas, diketahui:
r1 = L
r2 = 2L
Jika,
F1 = F
Maka Gaya Coulomb yang terjadi pada kondisi kedua adalah…
F2 = …….?






\frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( \frac { { r }_{ 2 } }{ { r }_{ 1 } } \right) }^{ 2 }\\ \\ { F }_{ 1 }=F\\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( \frac { { 2L } }{ L } \right) }^{ 2 }\\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( 2 \right) }^{ 2 }\\ \\ F={ 4F }_{ 2 }\\ \\ { F }_{ 2 }=\frac { 1 }{ 4 } F
5.) Tiga muatan titik q1, q2, dan q3 yang identik secara berurutan diletakkan pada tidak titik pojok segitiga bujur sangkar. F12 adalah besar gaya antara q1 dan q2 serta F13 adalah besar gaya antara q1 dan q3 maka tentukanlah perbandingan antara F12 dan F13….
A. 1/2
B. 2
C. 21/2
D. 1/21/2
E. 1
Pembahasan

Listrik Statis, Muatan Listrik 05
Semua muatan identik artinya :
q1 = q2 = q3 = q
Selanjutnya jarak antar muatan juga sama karena posisi muatan berbentuk bujur sangkar yaitu sama dengan a.
r = a


\frac { { F }_{ 12 } }{ { F }_{ 13 } } =\frac { k\frac { { q }^{ 2 } }{ { a }^{ 2 } } }{ k\frac { { q }^{ 2 } }{ { a }^{ 2 } } } =1
6.) Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya +4 μC dan – 8 μC berinteraksi dengan gaya sebesar 0,8 N. Jarak antara kedua muatan tersebut adalah ….
A. 18 cm
B. 1,8 cm
C. 3,6 cm
D. 60 cm
E. 36 cm
Pembahasan
Dari soal disebutkan :
q1 = +4 μC = +4 × 10-6 C
q2 = -8 μC = -8 × 10-6 C
F = 0,8 N
k = 9 x 109 Nm2/C2
untuk menentukan jarak kedua muatan (r), maka
F=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { r }^{ 2 } } \\ \\ { r }^{ 2 }=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ F } \\ \\ { r }^{ 2 }=9x{ 10 }^{ 9 }\frac { 4x{ 10 }^{ -6 }x8x{ 10 }^{ -6 } }{ 0,8 } \\ \\ { r }^{ 2 }=9x{ 10 }^{ 9 }\frac { 4x{ 10 }^{ -6 }x8x{ 10 }^{ -6 } }{ 8x{ 10 }^{ -1 } } \\ \\ { r }^{ 2 }=9x4x{ 10 }^{ 9 }x{ 10 }^{ -6 }x{ 10 }^{ -6 }x{ 10 }^{ 1 }\\ \\ { r }^{ 2 }=36x{ 10 }^{ 9-6-6+1 }\\ \\ { r }^{ 2 }=36x{ 10 }^{ -2 }\\ \\ { r }^{ 2 }=0,36\\ \\ r=0,6m=60cm
Jadi, jarak antara kedua muatan adalah 60 cm.
CARA CERDAS
Kita gunakan angka yang di depan saja


F=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { r }^{ 2 } } \\ \\ { r }^{ 2 }=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ F } \\ \\ { r }^{ 2 }=9\frac { 4x8 }{ 8 } \\ \\ { r }^{ 2 }=36\\ \\ r=6

7.) Muatan A bernilai 10 µC berada sejauh 0,3 m dari muatan B yang mempunyai nilai 3 µC. Gaya yang dialami muatan B karena muatan A sebesar…..
( {k}\mathrm{{=}}{9}{x}{\mathrm{10}}^{9}{Nm}^{2}{\mathrm{/}}{C}^{2} )…
A. 2 N
B. 3 N
C. 4 N
D. 9 N
E. 12 N
Pembahasan

Untuk menjawab pertanyaan ini cukup kita gunakan angka penting saja karena semua bilangan pada jawaban berbeda
\begin{array}{l} {{F}\mathrm{{=}}{k}\frac{{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}}\\ {{F}\mathrm{{=}}{9}{x}\frac{1x3}{{3}^{2}}}\\ {{F}\mathrm{{=}}{3}{N}} \end{array}

 8.) Dua buah muatan listrik qA= 6 µC dan qB= – 2 µC berjarak 6,0 cm satu sama lain. Bila muatan 1 µC diletakkan di tengah qA dan qB, maka resultan gaya yang dialami oleh muatan 1 µC adalah….
A. 10N
B. 20N
C. 40N
D. 60N
E. 80N
Pembahasan

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka kita gunakan angka penting saja
CARA CERDAS


\begin{array}{l} {\sum{{F}\mathrm{{=}}{F}_{A}\mathrm{{+}}{F}_{B}}}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}{k}\frac{{q}_{A}{q}_{C}}{{r}_{AC}{}^{2}}\mathrm{{+}}{k}\frac{{q}_{B}{q}_{C}}{{r}_{BC}{}^{2}}}}\\ {}\\ {{r}_{AC}\mathrm{{=}}{r}_{BC}\mathrm{{=}}{r}}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}{k}\frac{{q}_{C}}{{r}^{2}}}\left({{q}_{A}\mathrm{{+}}{q}_{B}}\right)}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}{9}\frac{1}{{3}^{2}}}\left({{6}\mathrm{{+}}{2}}\right)}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}{8}{N}}} \end{array}
9.) Ketiga muatan listrik q1, q2 dan q3 adalah segaris. Bila q3 = 5 µC dan d = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah ….
Muatan Listrik 09a
{k}\mathrm{{=}}{9}{x}{\mathrm{10}}^{9}{Nm}^{2}{\mathrm{/}}{C}^{2}

Pembahasan
Muatan Listrik 9b
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka kita gunakan angka penting saja
CARA CERDAS


\begin{array}{l} {\sum{{F}\mathrm{{=}}}{F}_{\mathrm{31}}\mathrm{{-}}{F}_{\mathrm{32}}}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}}{k}\frac{{q}_{3}{q}_{1}}{{r}_{\mathrm{13}}{}^{2}}\mathrm{{-}}{k}\frac{{q}_{3}{q}_{2}}{{r}_{\mathrm{32}}{}^{2}}}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}}{9}\frac{3x5}{{3}^{2}}\mathrm{{-}}{9}\frac{6x5}{{6}^{2}}}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}}{9}\frac{3x5}{9}\mathrm{{-}}{9}\frac{6x5}{\mathrm{36}}}\\ {}\\ {\sum{{F}\mathrm{{=}}}{\mathrm{15}}\mathrm{{-}}{7}{\mathrm{,}}{5}\mathrm{{=}}{7}{\mathrm{,}}{5}{N}} \end{array}


10.)Titik A terletak dalam medan listrik. Kuat medan listrik di titik A= 0,5 NC-1. Jika di titik A diletakkan benda bermuatan listrik 0,25 C, maka pada benda tersebut bekerja gaya Coulomb sebesar …
Pembahasan
Diketahui :
Kuat medan listrik di titik A = 0,5 NC-1
Muatan listrik di titik A = 0,25 C
Ditanya : Gaya Coulomb yang bekerja pada benda bermuatan listrik
Jawab :
Rumus yang menyatakan hubungan antara gaya listrik (F), medan listrik (E) dan muatan listrik (q) adalah :
F = q E
F = (0,25 C)(0,5 NC-1)
F = 0,125 N

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Soal Ke-11 Teori Relativitas

Gambar
Soal Ke-11 SOAL TENTANG TEORI RELATIVITAS     1. Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan laju vA = vB = ¾ c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah… A. 9/16 c B. 8/9 c C. 24/25 c D. 4/3 c E. 3/2 c 2. Panjang benda diukur pengamat yang diam = 12 m. Berapakah panjang benda itu bila diukur oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya) relatif terhadap benda? A. 12,6 m B. 12,2 m C. 9,6 m D. 7,2 m E. 6,0 m 3. Panjang benda diukur saat bergerak menyusut 20 cm dari panjangnya saat diukur dalam keadaan diam. Bila panjang benda diukur dalam keadaan diam panjangnya 1 m dan c = kecepatan cahaya, maka kecepatan gerak benda adalah... A.         0,2 c B.         0,3 c C.         0,4 ...
Baca selengkapnya

Soal Ke-8 Hubungan Antara Tegangan,Hambatan,Dan Kuat Arus Listrik Pada Rangkaian Listrik Searah

Gambar
SOAL KE-8 SOAL TENTANG  HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN,HAMBATAN,DAN KUAT ARUS LISTRIK PADA RANGKAIAN LISTRIK SEARAH 1. Suatu pemanas air dengan spesifikasi 250W/220V dipakai untuk mendidihkan seketel air membutuhkan waktu 15 menit. Jika terdapat dua pemanas air yang sama dengan di atas dihubungkan paralel kemudian dipakai untuk mendidihkan seketel air tersebut, maka waktu yang dibutuhkan adalah … A. 60 menit B.30 menit C. 15 menit D. 7,5 menit E. 3,75 menit Pembahasan Karena kedua pemanas dipasang paralel, maka tegangan yang diperoleh sama besar yaitu 220 V. Akibatnya daya yang di-disipasikan oleh kedua pemanas sama besar yaitu 250 W. Tentu saja dengan logika sederhana bisa kita katakan air akan mendidih dengan waktu 2x lebih cepat. Dengan rumus pun dapat dibuktikan. Untuk mendidihkan air dalam ketel dengan satu pemanas, membutuhkan kalor sebanyak: Jika kita sekarang punya dua pemanas dengan daya masing-masing 250 W, maka daya total adalah 500 W. Untuk mend...
Baca selengkapnya

Soal Ke-3 Tentang Listrik Dinamis

Gambar
 Soal Ke-3 TENTANG LISTRIK DINAMIS 1.) Coba anda perhatikan gambar di bawah ini : Berapakah kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R 2 ? A.   0,7 A B.   1,3 A C.   2,0 A D.   3,0 A E.   3,3 A Pembahasan a. Terlebih dahulu, kita cari hambatan total R 2 dan R 3 dimana kedua hambatan tersebut secara paralel, maka hambatan totalnya : 1 R total(2,3) = 1 R 2 + 1 R 3 1 R total(2,3) = 1 3 + 1 6 1 R total(2,3) = 2 + 1 6 = 3 6 R total(2,3) = 6 3 = 2 Ω b. Langkah berikutnya kita cari hambatan total antara R 1 dengan R total(2,3) , dimana rangkaian ini disusun secara seri, maka hambatannya adalah : R total(1,2,3) = R 1 + R total(2,3) R total(1,2,3) = 1 + 2 = 3 Ω c. Langkah ketiga adalah dicari arus totalnya : I = V R total(1,2,3) I = 6 3 = 2 A d. Kemudian baru kita cari arus yang mengalir pada R 2 dimana disini kita namakan I 2 . Maka arusn...
Baca selengkapnya