ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo

Soal dan pembahasan listrik statis

•
•
Bobby Tobing
Bobby Tobing
1 of 8
Downloaded 20 times
SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS BerikutiniditampilkanbeberapasoaldanpembahasanmateriListrikStatis yang dibahas di kelas XII SMA. 1) Duabuahpartikelbermuatanberjarak R satusama lain danterjadigayatarik-menariksebesar F. Jikajarakantarakeduamuatandijadikan 4 R, tentukannilaiperbandinganbesargayatarik-menarik yang terjadiantarakeduapartikelterhadapkondisiawalnya! Pembahasan sehingga 2) Tigabuahmuatan A, B dan C tersusunsepertigambarberikut! Jika QA = + 1 μC, QB = − 2 μC ,QC = + 4 μCdan k = 9 x 109 N m2 C− 2 tentukanbesardanarahgaya Coulomb padamuatan B ! Pembahasan Padamuatan B bekerja 2 buahgaya, yaituhasilinteraksiantaramuatan A dan B sebutsaja FBA yang berarahkekiridanhasilinteraksiantaramuatan B dan C sebutsaja FBC yang berarahkekanan. Ilustrasisepertigambarberikut:
Karenakeduagayasegarisnamunberlawananarahmakauntukmencariresultangayacukupdengan mengurangkankeduagaya, misalkanresultannyakasihnama Ftotal: F total = FBC - FBA F total = 72 X 10 - 3 - 18 x 10 -3 = 54 x 10 -3 N Arahsesuaidengan FBCyaitukekanan. 3) Duabuahmuatan tersusunsepertigambarberikut! Jika Q1 = + 1 μC, Q2 = − 2 μC dan k = 9 x 109 N m2 C− 2 tentukanbesardanarahkuatmedanlistrikpadatitik P yang terletak 4 cm di kanan Q1 ! Pembahasan Rumusdasar yang dipakaiuntuksoaliniadalah dimana Eadalahkuatmedanlistrik yang dihasilkansuatumuatan, dan r adalahjaraktitikdarimuatansumber. Harapdiingatlagiuntukmenentukanarah E : "keluardarimuatanpositif" dan "masukkemuatannegatif" Perhatikanilustrasipadagambar! Langkahberikutnya adalahmenghitungmasing-masingbesarkuatmedan magnet E1dan E2kemudianmencariresultannyajanganlupaubahsatuan centimeter menjadi meter. Supayalebihmudahhitungsecaraterpisahsatupersatusaja,.. Arah kearahkanan. 4) Gambarberikutadalahsusunantigabuahmuatan A, B dan C yang membentuksuatusegitigadengansudutsiku-siku di A.
Jikagayatarik-menarikantaramuatan A dan B samabesardengangayatarik- menarikantaramuatan A dan C masing-masingsebesar 5 F, tentukan resultangayapadamuatan A ! Pembahasan Karenakeduagayamembentuksudut 90°cari denganrumusvektorbiasa : 5) Tigabuahmuatanmembentuksegitigasamasisisepertigambarberikut. Jarakantarketigamuatanmasing-masingadalah 10 cm. Jika Q1 = + 1 C, Q2= Q3 = − 2 C dan k = 9 x 109 N m2 C− 2 tentukan besarresultangaya Coulomb padamuatan Q1 ! Pembahasan Tipesoalmiripsoalnomor 4, dengansudut 60° dannilaimasing- masinggayaharusdicariterlebihdahulu. Angka 18 x 1011 N namakansaja X untukmempermudahperhitunganselanjutnya. 6) Duabuahmuatanmasing - masing Q1 = 1 μCdan Q2 = 4 μCterpisahsejauh 10 cm.
Tentukanletaktitik yang memilikikuatmedanlistriknol !(TipikalSoal UN) Pembahasan Letaktitikbelumdiketahuisehinggaadatigakemungkinanyaitu di seblahkiri Q1, di sebelahkanan Q2ataudiantara Q1dan Q2. Untukmemilihposisinyasecarabenarperhatikanilustrasiberikutinidaningatkembalibahwakuatm edanlistrik "keluaruntuk muatanpositif" dan "masukuntuk muatannegatif". Namakansajatitik yang akandicarisebagaititik P. Ada 2 tempatdimana E1dan E2salingberlawanan, ambilsajatitik yang lebihdekatdenganmuatan yang nilaimutlaknyalebihkecilyaitudisebelahkiri Q 1dannamakanjaraknyasebagai x. Letaktitik yang kuatmedannyanoladalah 10 cm di kiri Q1atau 20 cm di kiri Q2. 7) Sebuahmuatanlistriknegatifsebesar Q yang beradapadasuatumedanlistrik E yang berarahkeselatan. Tentukanbesardanarah gayalistrikpadamuatantersebut! Pembahasan Hubunganantarakuatmedanlistrik E dangayalistrik F yang terjadipadasuatumuatan q adalah F = QE denganperjanjiantandasebagaiberikut: Untukmuatanpositif, F searahdenganarah E Untukmuatannegatif, F berlawananarahdenganarah E Padasoaldiatas E berarahkeselatansehinggaarah F adalahkeutara, karenamuatannyaadalahnegatif. 8) Perhatikangambartigabuahmuatan yang berada di sekitartitik P berikut!
Jika k = 9 x 109 N m2 C− 2 , Q1 = + 10−12 C, Q2 = + 2 x 10−12 C dan Q3 = - 10−12 C, tentukanbesar potensiallistrikpadatitik P ! Pembahasan 9) 8 buahmuatanlistrik 4 diantaranyasebesar + 5 C dan 4 lainnyaadalah − 5 C tersusunhinggamembentuksuatukubus yang memilikisisisepanjangr. Tentukanbesarpotensiallistrik di titik P yang merupakantitikberatkubus ! Pembahasan Kenapanol? Jarakmasing-masingmuatanketitik P adalahsamadanbesarmuatanjugasama, separuhpositifdanseparuhlaginegatifsehinggajikadimasukkanangkanyahasilnyaadalah nol. 10) Duabuahpartikeldenganbesarmuatan yang samadigantungdenganseutastalisehinggatersusunsepertigambarberikut!
Jika tan θ = 0,75danbesarteganganpadamasing-masingtaliadalah 0,01 N, tentukan besargayatolak - menolakantarakeduapartikel! Pembahasan Perhatikanuraiangayapada Q2berikut ! Karenanilaigayatalisudahdiketahui, makadenganprinsipkeseimbanganbiasadidapat : FC = T sin Θ FC = 0,01 x 0,6 = 0,006 Newton 11) Sebuahpartikel yang bermuatannegatifsebesar 5 Coulomb diletakkandiantaraduabuahkeping yang memilikimuatanberlawanan. Jikamuatantersebutmengalamigayasebesar 0,4 N kearahkeping B, tentukan besarkuatmedanlistrikdanjenismuatanpadakeping A ! Pembahasan
F = QE E = F / Q = 0,4 / 5 = 0,08 N/C Untukmuatannegatifarah E berlawanandengan F sehingga E berarahkekiridandengandemikiankeping B positif, keping A negatif. 12) Sebuah bola beronggamemilikimuatansebesar Q Coulomb danberjari-jari 10 cm. Jikabesarpotensiallistrikpadatitik P adalah (kQ / x ) volt, tentukannilai x ! Pembahasan Untukmencaripotensialsuatutitik yang berada di luar bola, V = (kq)/rdimana r adalahjaraktitiktersebutkepusat bola ataux = (0,1 + 0,2) = 0,3 meter. 13) Tentukanbesarnyausahauntukmemindahkanmuatansebesarpositifsebesar 10 μCdaribedapotensial 220 kilovolt ke 330 kilovolt ! Pembahasan W = q ΔV W = 10μC x 100 kvolt = 1 joule 14) Perhatikangambarberikut ! E adalahkuatmedanlistrik padasuatutitik yang ditimbulkanoleh bola berongga yang bermuatanlistrik + q. Tentukanbesarkuatmedanlistrik di titik P, Q dan R jikajari-jari bola adalahxdantitik R beradasejauhhdaripermukaan bola! Pembahasan Titik P di dalam bola sehingga EP = 0 Titik Q di permukaan bola sehingga EQ = (kq)/x2 Titik R di luar bola sehingga ER = (kq)/(x + h)2
15) Sebuahpartikelbermassa m danbermuatannegatifdiammelayangdiantaraduakepingsejajar yang berlawananmuatan. Jika g adalahpercepatangravitasibumidan Q adalahmuatanpartikeltentukannilaikuatmedanlistrik E antarakeduakepingdanjenismuatanpadakepingQ ! Pembahasan Jikaditinjaugaya-gaya yang bekerjapadapartikelmakaadagayagravitasi/ gayaberat yang arahnyakebawah. Karenapartikelmelayang yang berartiterjadikeseimbangangaya-gaya, makapastilaharahgayalistriknyakeatasuntukmengimbangigayaberat. Muatannegatifberartiarahmedanlistrik E berlawanandenganarahgayalistrik F sehinggaarah E adalahkebawahdankeping P adalahpositif (E "keluardaripositif, masukkenegatif"), keping Q negatif. Untukmencaribesar E : F listrik = W qE = mg E = (mg)/q

More Related Content

Soal dan pembahasan listrik statis

  • 1. SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS BerikutiniditampilkanbeberapasoaldanpembahasanmateriListrikStatis yang dibahas di kelas XII SMA. 1) Duabuahpartikelbermuatanberjarak R satusama lain danterjadigayatarik-menariksebesar F. Jikajarakantarakeduamuatandijadikan 4 R, tentukannilaiperbandinganbesargayatarik-menarik yang terjadiantarakeduapartikelterhadapkondisiawalnya! Pembahasan sehingga 2) Tigabuahmuatan A, B dan C tersusunsepertigambarberikut! Jika QA = + 1 μC, QB = − 2 μC ,QC = + 4 μCdan k = 9 x 109 N m2 C− 2 tentukanbesardanarahgaya Coulomb padamuatan B ! Pembahasan Padamuatan B bekerja 2 buahgaya, yaituhasilinteraksiantaramuatan A dan B sebutsaja FBA yang berarahkekiridanhasilinteraksiantaramuatan B dan C sebutsaja FBC yang berarahkekanan. Ilustrasisepertigambarberikut:
  • 2. Karenakeduagayasegarisnamunberlawananarahmakauntukmencariresultangayacukupdengan mengurangkankeduagaya, misalkanresultannyakasihnama Ftotal: F total = FBC - FBA F total = 72 X 10 - 3 - 18 x 10 -3 = 54 x 10 -3 N Arahsesuaidengan FBCyaitukekanan. 3) Duabuahmuatan tersusunsepertigambarberikut! Jika Q1 = + 1 μC, Q2 = − 2 μC dan k = 9 x 109 N m2 C− 2 tentukanbesardanarahkuatmedanlistrikpadatitik P yang terletak 4 cm di kanan Q1 ! Pembahasan Rumusdasar yang dipakaiuntuksoaliniadalah dimana Eadalahkuatmedanlistrik yang dihasilkansuatumuatan, dan r adalahjaraktitikdarimuatansumber. Harapdiingatlagiuntukmenentukanarah E : "keluardarimuatanpositif" dan "masukkemuatannegatif" Perhatikanilustrasipadagambar! Langkahberikutnya adalahmenghitungmasing-masingbesarkuatmedan magnet E1dan E2kemudianmencariresultannyajanganlupaubahsatuan centimeter menjadi meter. Supayalebihmudahhitungsecaraterpisahsatupersatusaja,.. Arah kearahkanan. 4) Gambarberikutadalahsusunantigabuahmuatan A, B dan C yang membentuksuatusegitigadengansudutsiku-siku di A.
  • 3. Jikagayatarik-menarikantaramuatan A dan B samabesardengangayatarik- menarikantaramuatan A dan C masing-masingsebesar 5 F, tentukan resultangayapadamuatan A ! Pembahasan Karenakeduagayamembentuksudut 90°cari denganrumusvektorbiasa : 5) Tigabuahmuatanmembentuksegitigasamasisisepertigambarberikut. Jarakantarketigamuatanmasing-masingadalah 10 cm. Jika Q1 = + 1 C, Q2= Q3 = − 2 C dan k = 9 x 109 N m2 C− 2 tentukan besarresultangaya Coulomb padamuatan Q1 ! Pembahasan Tipesoalmiripsoalnomor 4, dengansudut 60° dannilaimasing- masinggayaharusdicariterlebihdahulu. Angka 18 x 1011 N namakansaja X untukmempermudahperhitunganselanjutnya. 6) Duabuahmuatanmasing - masing Q1 = 1 μCdan Q2 = 4 μCterpisahsejauh 10 cm.
  • 4. Tentukanletaktitik yang memilikikuatmedanlistriknol !(TipikalSoal UN) Pembahasan Letaktitikbelumdiketahuisehinggaadatigakemungkinanyaitu di seblahkiri Q1, di sebelahkanan Q2ataudiantara Q1dan Q2. Untukmemilihposisinyasecarabenarperhatikanilustrasiberikutinidaningatkembalibahwakuatm edanlistrik "keluaruntuk muatanpositif" dan "masukuntuk muatannegatif". Namakansajatitik yang akandicarisebagaititik P. Ada 2 tempatdimana E1dan E2salingberlawanan, ambilsajatitik yang lebihdekatdenganmuatan yang nilaimutlaknyalebihkecilyaitudisebelahkiri Q 1dannamakanjaraknyasebagai x. Letaktitik yang kuatmedannyanoladalah 10 cm di kiri Q1atau 20 cm di kiri Q2. 7) Sebuahmuatanlistriknegatifsebesar Q yang beradapadasuatumedanlistrik E yang berarahkeselatan. Tentukanbesardanarah gayalistrikpadamuatantersebut! Pembahasan Hubunganantarakuatmedanlistrik E dangayalistrik F yang terjadipadasuatumuatan q adalah F = QE denganperjanjiantandasebagaiberikut: Untukmuatanpositif, F searahdenganarah E Untukmuatannegatif, F berlawananarahdenganarah E Padasoaldiatas E berarahkeselatansehinggaarah F adalahkeutara, karenamuatannyaadalahnegatif. 8) Perhatikangambartigabuahmuatan yang berada di sekitartitik P berikut!
  • 5. Jika k = 9 x 109 N m2 C− 2 , Q1 = + 10−12 C, Q2 = + 2 x 10−12 C dan Q3 = - 10−12 C, tentukanbesar potensiallistrikpadatitik P ! Pembahasan 9) 8 buahmuatanlistrik 4 diantaranyasebesar + 5 C dan 4 lainnyaadalah − 5 C tersusunhinggamembentuksuatukubus yang memilikisisisepanjangr. Tentukanbesarpotensiallistrik di titik P yang merupakantitikberatkubus ! Pembahasan Kenapanol? Jarakmasing-masingmuatanketitik P adalahsamadanbesarmuatanjugasama, separuhpositifdanseparuhlaginegatifsehinggajikadimasukkanangkanyahasilnyaadalah nol. 10) Duabuahpartikeldenganbesarmuatan yang samadigantungdenganseutastalisehinggatersusunsepertigambarberikut!
  • 6. Jika tan θ = 0,75danbesarteganganpadamasing-masingtaliadalah 0,01 N, tentukan besargayatolak - menolakantarakeduapartikel! Pembahasan Perhatikanuraiangayapada Q2berikut ! Karenanilaigayatalisudahdiketahui, makadenganprinsipkeseimbanganbiasadidapat : FC = T sin Θ FC = 0,01 x 0,6 = 0,006 Newton 11) Sebuahpartikel yang bermuatannegatifsebesar 5 Coulomb diletakkandiantaraduabuahkeping yang memilikimuatanberlawanan. Jikamuatantersebutmengalamigayasebesar 0,4 N kearahkeping B, tentukan besarkuatmedanlistrikdanjenismuatanpadakeping A ! Pembahasan
  • 7. F = QE E = F / Q = 0,4 / 5 = 0,08 N/C Untukmuatannegatifarah E berlawanandengan F sehingga E berarahkekiridandengandemikiankeping B positif, keping A negatif. 12) Sebuah bola beronggamemilikimuatansebesar Q Coulomb danberjari-jari 10 cm. Jikabesarpotensiallistrikpadatitik P adalah (kQ / x ) volt, tentukannilai x ! Pembahasan Untukmencaripotensialsuatutitik yang berada di luar bola, V = (kq)/rdimana r adalahjaraktitiktersebutkepusat bola ataux = (0,1 + 0,2) = 0,3 meter. 13) Tentukanbesarnyausahauntukmemindahkanmuatansebesarpositifsebesar 10 μCdaribedapotensial 220 kilovolt ke 330 kilovolt ! Pembahasan W = q ΔV W = 10μC x 100 kvolt = 1 joule 14) Perhatikangambarberikut ! E adalahkuatmedanlistrik padasuatutitik yang ditimbulkanoleh bola berongga yang bermuatanlistrik + q. Tentukanbesarkuatmedanlistrik di titik P, Q dan R jikajari-jari bola adalahxdantitik R beradasejauhhdaripermukaan bola! Pembahasan Titik P di dalam bola sehingga EP = 0 Titik Q di permukaan bola sehingga EQ = (kq)/x2 Titik R di luar bola sehingga ER = (kq)/(x + h)2
  • 8. 15) Sebuahpartikelbermassa m danbermuatannegatifdiammelayangdiantaraduakepingsejajar yang berlawananmuatan. Jika g adalahpercepatangravitasibumidan Q adalahmuatanpartikeltentukannilaikuatmedanlistrik E antarakeduakepingdanjenismuatanpadakepingQ ! Pembahasan Jikaditinjaugaya-gaya yang bekerjapadapartikelmakaadagayagravitasi/ gayaberat yang arahnyakebawah. Karenapartikelmelayang yang berartiterjadikeseimbangangaya-gaya, makapastilaharahgayalistriknyakeatasuntukmengimbangigayaberat. Muatannegatifberartiarahmedanlistrik E berlawanandenganarahgayalistrik F sehinggaarah E adalahkebawahdankeping P adalahpositif (E "keluardaripositif, masukkenegatif"), keping Q negatif. Untukmencaribesar E : F listrik = W qE = mg E = (mg)/q