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→ 0,9 N = 9 x 109 Nm2C-2
→ q2 =
→ q2 = 25 x 10-12 C2
→ q = √
→ 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.
→→
→
→
→ F2 =
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.
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
Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.
→ F1 = k→ F1 = 9 x 109 Nm2/C2
→ F1 = 0,2 N
→ F2 = m . g = 0,02 kg . 10 m/s2 = 0,2 N
→ T = F = √
→ T = √
→ 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→ 3 x 107 N/C = 9 x 109 Nm2/C2
→ x2 = 9 x 109 Nm2/C2
→ x2 = 9 x 10-4 m2
→ x = √
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal listrik statis nomor 5
Dua muatan titik berjarak 5 cm terlihat seperti gambar.
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
Karena E1 dan E2 arahnya sama, yaitu ke kanan maka medan listrik di titik P sebagai berikut.
→ EP = E1 + E2→ EP = k
→ EP = k (
→ EP = 9 x 109 (
→ 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
Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.
→ EA – EB = 0→ EA = EB
→ k
→
→
→
→ 30 cm – 2x = 3x
→ 30 cm = 3x + 2x = 5x
→ x =
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 = k
→ 600 V = 9 . 109 Nm2C-2
→ Q =
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
Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.
→ VP = k (Karena r1 = r2 = r3 = r4 = 15 √ 2 cm = 0,15 √ 2 m, maka rumusnya menjadi:
→ VP =
→ VP =
→ VP =
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.
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→
→
→ CKM =
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
→→
→ K =
→ K =
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.