Lompat ke konten

13 contoh soal listrik statis dan pembahasannya

  • oleh

Contoh soal listrik statis nomor 1

Dua buah muatan positif terpisah sejauh 50 cm. Jika gaya tolak menolak kedua muatan 0,9 N dan besar kedua muatan sama, besar muatan tersebut adalah …
A. 12,5 µC
B. 10 µC
C. 7,5 µC
D. 5 µC
E. 2,5 µC

Pembahasan

Diketahui:

  • r = 50 cm = 0,5 m
  • F = 0,9 N
  • q1 = q2 = q

Cara menjawab soal ini sebagai berikut.

→ F = k
q1 q2
r2

→ 0,9 N = 9 x 109 Nm2C-2
q2
(0,5 m)2

→ q2 =
0,9 N . 0,25 m2
9 x 109 Nm2C-2

→ q2 = 25 x 10-12 C2
→ q =
25 x 10-12 C2
= 5 x 10-6 C
→ q = 5 µC

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal listrik statis nomor 2

Dua buah muatan listrik saling menolak dengan gaya F pada jarak tertentu. Jika jaraknya dijadikan dua kali semula, gaya tolaknya menjadi …
A. 1/4 F
B. 1/2 F
C. F
D. 2F
E. 4F

Pembahasan

Diketahui:

  • F1 = F
  • r1 = r
  • r2 = 2r

Cara menjawab soal ini sebagai berikut.

F1
F2
=
k
q1 q2
r12
k
q1 q2
r22

F1
F2
=
r22
r12

F
F2
=
(2r)2
r2

F
F2
=
4r2
r2

→ F2 =
1
4
F

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal listrik statis nomor 3

Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan q = +0,5 µC digantung pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat disebelah kanan benda pada jarak 15 cm diletakkan muatan q’ = -1 µC yang menyebabkan posisi benda menjadi seperti pada gambar.

Listrik statis
Contoh soal listrik statis nomor 3

Jika 1/4πεo = 9 x 109 Nm2/C2 dan g = 10 m/s2, tegangan pada tali adalah …
A. 0,2 N
B. 0,24 N
C. 0,28 N
D. 0,4 N
E. 0,32 N

Pembahasan

Listrik statis
Pembahasan soal listrik statis nomor 3

Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.

→ F1 = k
q q’
r2

→ F1 = 9 x 109 Nm2/C2
0,5 x 10-6 C . 1 x 10-6 C
(0,15 m)2

→ F1 = 0,2 N
→ F2 = m . g = 0,02 kg . 10 m/s2 = 0,2 N
→ T = F =
F12 + F22

→ T =
(0,2 N)2 + (0,2 N)2

→ T = 0,28 N

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal listrik statis nomor 4

Sebuah benda bermuatan listrik +3 µC. Maka titik x yang kuat medannya 3 x 107 NC-1 berada pada jarak …
A. 3 cm
B. 4 cm
C. 5 cm
D. 6 cm
E. 7 cm

Pembahasan

→ E = k
q
r2

→ 3 x 107 N/C = 9 x 109 Nm2/C2
3 x 10-6 C
x2

→ x2 = 9 x 109 Nm2/C2
3 x 10-6 C
3 x 107 N/C

→ x2 = 9 x 10-4 m2
→ x =
9 x 10-4 m2
= 0,03 m = 3 cm

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal listrik statis nomor 5

Dua muatan titik berjarak 5 cm terlihat seperti gambar.

Listrik statis
Contoh soal listrik statis nomor 5

Besar medan listrik di titik P adalah …
A. 27 N/C
B. 72 N/C
C. 270 N/C
D. 360 N/C
E. 720 N/C

Pembahasan

Listrik statis
Pembahasan soal listrik statis nomor 5

Karena E1 dan E2 arahnya sama, yaitu ke kanan maka medan listrik di titik P sebagai berikut.

→ EP = E1 + E2
→ EP = k
qA
rA2
+ k
qB
rB2

→ EP = k (
qA
rA2
+
qB
rB2
)
→ EP = 9 x 109 (
4 x 10-12
(0,02)2
+
18 x 10-12
(0,03)2
)
→ EP = 270 N/C

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal listrik statis nomor 6

Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan listrik +20 µC dan +45 µC terpisah pada jarak 15 cm. Jika C adalah titik yang terletak diantara A dan B sedemikian sehingga medan di C sama dengan nol, letak C dari A adalah …
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 4 cm
D. 6 cm
E. 9 cm

Pembahasan

Listrik statis
Pembahasan soal listrik statis nomor 6

Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.

→ EA – EB = 0
→ EA = EB
→ k
qA
rA2
= k
qB
rB2

20 µC
x2
=
45 µC
(15 cm – x)2

20
45
= (
x
15 cm – x
)2
2
3
=
x
15 cm – x

→ 30 cm – 2x = 3x
→ 30 cm = 3x + 2x = 5x
→ x =
30 cm
5
= 6 cm

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal listrik statis nomor 7

Potensial disuatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah 600 V. Intensitas medan di titik tersebut 400 N/C. Jika k = 9 . 109 Nm2C-2, maka besar muatan Q adalah …
A. 2,3 x 10-9 C
B. 4,4 x 10-8 C
C. 7 x 10-8 C
D. 1 x 10-7 C
E. 1,5 x 109 C

Pembahasan

→ V = E . r
→ r =
V
E
=
600 V
400 N/C
= 1,5 m
→ V = k
q
r

→ 600 V = 9 . 109 Nm2C-2
Q
1,5 m

→ Q =
600 . 1,5
9 . 109
C = 1 x 10-7 C

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal listrik statis nomor 8

Pada keempat sudut sebuah persegi (sisi 30 cm) terletak muatan listrik. Jika dua muatan yang bertetangga adalah +2 µC dan -2 µC, potensial listrik di titik pusat persegi adalah …
A. 3,4 x 105 volt
B. -3,4 x 105 volt
C. 1,7 x 105 volt
D. -1,7 x 105 volt
E. nol

Pembahasan

Listrik statis
Pembahasan soal listrik statis nomor 7

Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.

→ VP = k (
q1
r1
+
q2
r2
+
q3
r3
+
q4
r4
)
Karena r1 = r2 = r3 = r4 = 15 2   cm = 0,15 2   m, maka rumusnya menjadi:
→ VP =
k
0,15
2
m
(q1 + q2 + q3 + q4)

→ VP =
9 . 109 Nm2C-2
0,15
2
m
(2 µC + (-2 µC) + 2 µC + (-2 µC))
→ VP =
9 . 109 Nm2C-2
0,15
2
m
(0) = 0

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal listrik statis nomor 9

Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan sebesar 25 µC sejauh 10 cm dalam medan listrik yang besarnya 4 . 104 N/C adalah …
A. 100 joule
B. 10 joule
C. 1 joule
D. 0,1 joule
E. 0,01 joule

Pembahasan

  • W = q . E . d
  • W = 25 . 10-6 C . 4 . 104 N/C . 0,1 m
  • W = 0,1 joule

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal listrik statis nomor 10

Usaha untuk memindahkan muatan 10 C dari titik berpotensial 100 V ke titik berpotensial 200 V adalah …
A. 100 joule
B. 1000 joule
C. 2000 joule
D. 3000 joule
E. 4000 joule

Pembahasan

  • W = q . VAB
  • W = 10 C . (200 V – 100 V)
  • W = 10 C . 100 V = 1.000 joule

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal listrik statis nomor 11

Dibawah ini tertera skema rangkaian 5 buah kapasitor yang sama besarnya.

Listrik statis
Contoh soal listrik statis nomor 11

Kapasitas antara titik K dan M adalah …
A. 8/3 C
B. 1/5 C
C. 5 C
D. 7/3 C
E. 3/7 C

Pembahasan

→ C123 = C1 + C2 + C3 = C + C + C = 3C
1
CKM
=
1
3C
+
1
C
+
1
C

1
CKM
=
1 + 3 + 3
3C
=
7
3C

→ CKM =
3
7
C

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal listrik statis nomor 12

Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas sebesar 5 µF jika diudara diantara keping-kepingnya, dan 30 µF jika antara keping-kepingnya ditempatkan lembaran porselen. Konstanta dielektrik porselen adalah …
A. 0,17
B. 6
C. 25
D. 35
E. 150

Pembahasan

Cudara
Cporselen
=
ϵ0 A/d
K ϵ0 A/d

Cudara
Cporselen
=
1
K

→ K =
Cporselen
Cudara

→ K =
30 µF
5 µF
= 6

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal listrik statis nomor 13

Sebuah elektron yang mula-mula diam, kemudian bergerak melalui beda potensial 1.500 V. Jika massa elektron 9,11 x 10-31 kg dan muatannya -1,6 x 10-19 C, maka energi potensialnya akan turun sebesar …
A. 16,3 x 104 eV
B. 3,3 x 103 eV
C. 1.500 eV
D. 9,11 x 102 eV
E. 6,12 x 102 eV

Pembahasan

  • Ep = – q . V
  • Ep = – (-1,6 x 10-19 C) . 1.500 V
  • Ep = 24 x 10-17 J
  • Ep = 1,5 x 103 eV
  • Ep = 1.500 eV

Soal ini jawabannya C.

You cannot copy content of this page