Soal dan pembahasan Listrik Statis 1

Soal 1
Dua muatan titik terpisah sejauh r. Kurva berikut yang paling baik menunjukkan besar gaya listrik F pada muatan lainnya sebagai fungsi r adalah . . . .
Jawab:
Dua muatan yang terpisah pada jarak r akan mengalami gaya Coulomb yang besarnya diberikan oleh
F = kq1q2/r21
Artinya F ≈ 1/r2 yang digambarkan sesuai dengan gambar A.

Soal 2
Gambar di samping menunjukkan garis-garis medan listrik di dekat dua benda bermuatan X dan Y. Data berikut yang paling tepat menunjukkan tanda dan besar relatif dari masing-masing muatan QX dan QY pada benda benda X dan Y adalah . . . .

QXQYBesarnya
A.NegatifPositifQX = QY
B.NegatifPositifQX < QY
C.PositifNegatifQX = QY
D.PositifNegatifQX > QY
EPositifPositifQX > QY

Jawab: D
Garis-garis medan listrik selalu keluar atau meninggalkan muatan positif dan masuk atau menuju muatan negatif. Maka dari gambar kita ketahui bahwa Qx bermuatan POSITIF dan Qy bermuatan NEGATIF.

Banyaknya garis-garis gaya listrik menunjukkan besarnya muatan listrik atau medan listrik. Dari gambar kita ketahui garis yang paling banyak dihasilkan oleh muatan QX dibandingkan pada Qy maka QX > QY

Soal 3

Gambar di samping menunjukkan dua bola sepusat, X dengan jari-jari a dan muatan Q dan Y dengan jari-jari b dibumikan. Grafik hubungan kuat medan listrik E terhadap jarak r dari pusat bola yang tepat adalah . . . .

Jawab:
Karena konduktor kulit terluar ditanahkan (dibumikan) maka medan listrik pada daerah disekitar konduktor tersebut adalah nol (E = 0)

Perhatikan gambar konduktor di bawah ini!

Jadi grafik yang sesuai yang memperlihatkan hubungan antara E dan r adalah

Soal 4
Dua lembar plastik nonkonduktor yang sangat besar, masing-masing setebal 10,0 cm, membawa muatan seragam kepadatan σ1 = –6.00 μC/m2, σ2 = + 5.00 μC/m2, σ3 = +2.00 μC/m2, dan σ4 = + 4.00 μC/m2 pada permukaannya, seperti yang ditunjukkan pada gambar .
Medan listrik pada titik A yang berada 5,00 cm dari wajah kiri lembar kiri adalah . . . .
A. 2.82 ×105 N/C ke kiri
B. 1.37 ×105 N/C ke kiri
C. 3.11 ×105 N/C ke kiri
D. 2.82 ×105 N/C ke kanan
E. 3.11 ×105 N/C ke kanan

Jawab: A
Medan listrik total di titik A adalah

|Enet,A| = –E1 + E2 + E3 + E4

|Enet,A| = –σ1/2ε0 + σ2/2ε0 + σ3/2ε0 + σ4/2ε0

|Enet,A| = (1/2ε0)(–σ1 + σ2 + σ3 + σ4)

= (1/2ε0)(6.00 μC/m2 + 5.00 μC/m2 + 2.00 μC/m2 + 4.00 μC/m2)
|Enet,A| = 2.82 x 105 N/m

Enet,A = –(2.82 x 105 N/m)i

Soal 5
Perhatikan masalah empat bidang yang saling sejajar seperti ditunjukkan pada gambar di samping.

Kuat medan listrik dalam daerah |x| < a/2 adalah . . . .
A. –(σ/2ε0)i
B. (σ/2ε0)i
C. 0
D. (σ/2ε0)i
E. (2σ/ε0)i

Jawab: C

Pada daerah |x| < a/2 seperti ditunjukkan pada gambar, medan listriknya adalah

E(|x| < a/2) = E + (–E) = 0

Soal 6
Partikel A dan B masing-masing bermuatan +4 C dan +49 C. Jika titik C yang terletak di antara partikel A dan B memiliki medan listrik = 0, sedangkan jarak C dari partikel A = 2 cm, jarak A dan B adalah . . . . cm
A. 3
B. 4
C. 5
D. 7
E. 9

Jawab: C

Total medan listrik pada titik C adalah nol, maka

EC = EA + EB
0 = EA – EB
EA = EB

kQA/(2 cm)2 = kQB/(x)2
4 C/(2 cm)2 = 9 C/x2
2/2 cm = 3/x

x = 3 cm
maka jarak antara A dan B adalah 2 cm + 3 cm = 5 cm.

Soal 7
Dua muatan listrik masing-masing besarnya +4 µC dan +9 µC. Sebuah titik pada garis hubung kedua muatan tersebut berjaral R dari +4 µC dan Z dari +9 µC. Jika kuat medan listrik di titik itu nol, Z/R adalah . . . .
A. 1/3
B. ½
C. 2/3
D. 3/2
E. 2

Jawab: D

Misalkan total medan listrik pada titik A adalah nol, maka

EA = E1 + E2
0 = E1 – E2
E1 = E2
Kq1/(R)2 = kQ2/(Z)2
4 µC/R2 = 9 µC/Z2
2/R = 3/Z
maka
Z/R = 3/2

Soal 8
Dua muatan listrik berjarak R tarik menarik dengan gaya F. Besar jarak muatan jika diubah 1/3 kali semula denga F tetap adalah . . . .
A. R/9
B. R/3
C. R
D. 3R
E. 9R

Jawab: E
Dua muatan yang terpisah pada jarak r akan mengalami gaya Coulomb yang besarnya diberikan oleh
F = kq1q2/r2

Artinya F ≈ 1/r2

Maka
F’/F = (r/r’)2
F’/F = (3r/r)2
F’ = 9F

0 Response to "Soal dan pembahasan Listrik Statis 1"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel