LISTRIK STATIS SMA ( soal dan pembahasan lengkap)

SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS
Update 26 soal terbaru: agustus 2020

Soal no 1 listrik statis: hukum coulomb
Diketahui muatan listrik Q1 positif dan Q2 negatif……
(1) muatan Q1 menarik muatan Q2
(2) gaya coulomb sebanding dengan Q1 dan Q2
(3) gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara Q1 dan Q2
(4) kuat medan listrik di tengahtengah antara Q1 dan Q2 nol
yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4    d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3        e. 4
c. 1 dan 3
jawab: b
Pembahasan:
Sesuai hukum coulomb bahwa F berbanding lurus dengan q dan terbalik dengan r²

Soal no 2 listrik statis: hukum coulomb
Dua muatan titik yang sejenis dan sama besar qA = qB =10 –2 C pada jarak10 cm satu dari yang lain. Gaya tolak yang dialami kedua muatan itu (dalam Newton) adalah ....
a. 9.10–14                d. 9.103
b. 9.10–9                e. 9.107
c. 9.10–5
jawab: e
Pembahasan 


Soal No.3 tentang gaya coulomb
Dua buah muatan P dan Q masing – masing bermuatan +3µC dan -4µC terpisah sejauh 2 cm. gaya tarik menarik kedua muatan listrik tersebut adalah....
a. 27 N
b. 90 N
c. 180 N
d. 270 N
e. 900 N
Kunci Jawaban: D
Penyelesaian / pembahasan:

k. q1 . q2
F =
_________

r2


9.109. 3.10-6 . 4.10-6
F =
_____________________

(2.10-2)2


9.109. 3.10-6 . 4.10-6
F =
_____________________

4.10-4

 F = 270 N

Soal No. 4 : listrik statis - perbandingan gaya dan jarak

dua buah muatan sejenis saat terpisah sejauh R bekerja gaya Coulomb sebesar 80 N, jika muatan yang sama tersebut jaraknya dijauhkan menjadi 2R, berapakah besar gaya tolak menolak kedua muatan tersebut sekarang....
a. 10 N
b. 20 N
c. 30 N
d. 40 N
e. 50 N

kunci jawaban: B
pembahasan:

berdasarkan rumus gaya coulomb yaitu gaya (F) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r²)


F1

R22
____
=
____
F2

R12

80

(2R)2
____
=
____
F2

(R)2

F2 = 80/4 = 20 N

5. dua buah muatan sejenis saat berada di udara terpisah sejauh R bekerja gaya Coulomb sebesar 80 N, jika muatan yang sama tersebut jaraknya dijauhkan menjadi 2R dan diletakkan di dalam zat dengan permitivitas listrik relatif sebesar 2, berapakah besar gaya tolak menolak kedua muatan tersebut sekarang....



F1

Ɛ2 . R22
____
=
____
F2

Ɛ1 . R12



80

2 . (2R)2
____
=
____
F2

1 . R2


      F2 = 80 / 8 = 10 N


soal No. 6 tentang gaya dan medan listrik yang bernilai nol
6. muatan listrik A dan B terpisah sejauh r seperti pada gambar berikut


Dimakah letak medan listrik dan gaya coulomb yang bernilai nol, jika QA = 4 µC dan QB = 9 µC dan besar jarak r adalah 10 cm.
a. 6 cm dikanan A
b. 6 cm dikiri A
c. 4 cm di kanan A
d. 4 cm di kiri A
e. 4 cm dikiri B
kunci jawaban: C
Penyelesaian dan pembahasan:
untuk dua muatan yang sejenis letak medan listrik yang bernilai nol adalah di antara dua muatan tersebut.
RA = x
RB = 10 - x


QA

QB
____
=
____
RA

RB

4

9
____
=
____
x

r - x

2

3
____
=
____
x

10 - x

3x = 20 – 2x
5x = 20
x = 4 cm
jadi, gaya dan medan listrik bernilai nol pada jarak 4 cm dari A (rA = 4 cm)
atau dari B sejauh 6 cm (rB = 10 – 4 = 6 cm)

7. muatan listrik A dan B terpisah sejauh r seperti pada gambar berikut

jika QA = -18 µC dan QB = +8 µC dan besar jarak r adalah 10 cm. Dimakah sebuah muatan uji yang bermuatan harus diletakkan pada daerah yang memiliki medan listrik dan gaya coulomb bernilai nol. ....
a. 20 cm dikanan A
b. 20 cm dikiri A
c. 20 cm dikanan B
d. 20 cm dikiri B
e. 10 cm di kanan B
kunci jawaban:C
penyelesaian / pembahasan:

pada muatan yang berbeda jenis (+) dan (-) letak medan listrik dan gaya coulomb yang bernilai nol terletak pada sebelah luar dikanan atau dikiri dari muatan yang kecil, pada soal ini berarti berada pada titik di sebelah kanan B karena QB < QB

RB = x
RA = 10 + x

18

8
____
=
____
RA

RB

2√9

2√4
____
=
____
r + x

x

3

2
____
=
____
x + 10

x

3x = 20 + 2x
X = 20 cm
jadi, gaya dan medan listrik bernilai nol pada jarak 20 cm dari B (rB = 20 cm)
atau dari A sejauh 30 cm (rA = 10 + 20 = 30 cm)

8. tiga buah muatan sejenis yang nilainya sama sebesar 2 µC terletak pada sudut – sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 10 cm, besar medan listrik pada muatan yang terletak di salah satu sudut segitiga tersebut adalah...
a. 3,6 3 N
b. 36 3 N
c. 72 3 N
d. 72 3 N

Penyelesaian / pembahasan:
karena gaya coulumb termasuk vektor maka besar gaya total dapat kita selesaikan dengan rumus cosinus resultan vektor

________________
ΣF =
F² + F² + 2F.F.Cos 60o
______________
ΣF =
F² + F² + 2F2.1/2

ΣF = 3F2
ΣF = F 3

====0===0====0=======0


k. q1 . q2
F =
_________

r2


9.109 2.10-6 . 2.10-6
F =
_________________

(10-1)2

F = 3,6 N

Sehingga besar resultannya adalah

ΣF = 3,6 3 N

soal No.9 tentang Energi potensial Listrik statis
9. tiga buah muatan sejenis yang nilainya sama sebesar 2 µC terletak pada sudut – sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 10 cm, besar gaya listrik dan potensial pada pusat segitiga tersebut sebesar...
a. F = 0 ; Ep = 0,36 J
b. F = 3,6 N ; Ep = 0
c. F = 0 ; Ep = 0
d. F = 3,6 N ; Ep = 3,6 J
kunci jawaban: A
Penyelesaian / pembahasan:


k. q1 . q2
Ep =
_________

r2


9.109 2.10-6 . 2.10-6
Ep =
_________________

10-1

Ep = 0,36 Joule

10. perhatikan gambar muatan listrik berikut
QA = 2µC , QB = -1µC dan Qc = - 3µC. Jarak a = 2 cm dan jarak b =3 cm. Besar gaya Coulomb pada muatan C sebesar.....
Penyelesaian / pembahasan:
Ditanya gaya coulomb pada muatan C
- FCA : muatan C tarik menarik dengan muatan A ke kiri karena berbeda jenis yaitu (+) dan (-)

k. q1 . q2
FCA =
_________

r2


9.109 2.10-6 . 4.10-6
    =
_________________

(5.10-2)2

FCA = 28,8 N ke kiri
- FCB : muatan C tolak menolak dengan muatan B ke kanan karena sejenis yaitu (-) dan (-)

9.109 1.10-6 . 4.10-6
  FCB  =
_________________

(3.10-2)2

FCB  =
40 N ke kanan

Sehingga, besar resultan gaya coulombnya adalah


ΣF = 40 – 28,8 = 11,2 N ke kanan

11. Perhatikan gambar berikut
QA = 2µC , QB = -1µC dan Qc = - 3µC. Jarak a = 2 cm dan jarak b =3 cm. Besar Energi potensial pada muatan C sebesar.....


Penyelesaian / pembahasan:

k. q1 . q2
EPAC =
_________

r


9.109 2.10-6 . 4.10-6
    =
_________________

5.10-2

EPCA = 1,44 Joule
oo======0=====0====oo

k. q1 . q2
EPCB =
_________

r


9.109 1.10-6 . 4.10-6
    =
_________________

3.10-2

EPCB = 1,2 Joule
Karena Ep adalah besaran skalar maka Ep tidak punya arah, maka besar Ep hanya cukup dijumlahkan

ΣEp = 1,44 + 1,2 = 2,64 Joule


Soal no 12 listrik statis: sbmptn
pada gambar dibawah memperlihatkan suatu benda bermuatan positif dengan muatan q = + 0,5 μC, bermassa 20 gram digantung pada tali ringan (massanya diabaikan). pada jarak 15 cm disebelah kanan diletakkan muatan negatif q’ = -1 μC yang menyebabkan muatan positif tertarik ke kiri dengan posisi benda seimbang menjadi seperti gambar di bawah. , tegangan pada tali kira kira sebesar..... (dalam newton )

a. 0,20
b. 0,24
c. 0,28
d. 0,32
e. 0,40
jawab: C
Pembahasan
Soal no 13
Kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan listrik pada sebuah titik bergantung pada….
(1) besarnya muatan
(2) jaraknya dari muatan
(3) jenis muatan
(4) jenis medium antara muatan dan titik
yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4    d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3        e. 4
c. 1 dan 3
jawab: A
Pembahasan : sesuai dengan hukum coulomb 

Soal no 15 listrik statis: resultan gaya coulomb 
Dua muatan titik berjarak 5 cm terlihat seperti gambar.
Besar medan listrik di titik P adalah....
a. 27 N/C              d. 360 N/C
b. 72 N/C              e. 720 N/C
c. 270 N/C

jawab:
Pembahasan 
Soal no 16 mencari letak gaya atau medan nol
Dua buah partikel A dan B bermuatan +20 μC dan +45 μC terpisah sejauh 15 cm. Jika suatu muatan positif yang diletakkan di antara A dan B sedemikian rupa sehingga kuat medan listrik di titik tersebut sama dengan nol. letak C dari A (dalam cm) adalah….
a. 2         b. 3        c. 4        d. 6     e. 9
jawab: D
Pembahasan 
Soal no 17
Pada setiap titik sudut sebuah segitiga sama sisi dengan sisi terdapat muatan positif q. Kuat medan dan potensial listrik di pusat segitiga ini, dengan k sebagai tetapan, berturut-turut adalah….
a. ½ k q/r dan 0             d. 0 dan 3 k q/r
b. ½ k q/r dan k q/r^2     e. 0 dan k q/r^2
c. k q/r dan k q/r^2
jawab: D 
Pembahasan 
pada pusat segitiga:
- nilai medan listrik bernilai nol karena besar medan listrik yang dihasilkan oleh tiap tiap muatan di sudut-sudutnya memiliki besar yang sama, sehingga saling menghilangkan. ingat bahwa medan listrik adalah besaran vektor, sehingga analisis kuantitatifnya berdasarkan arah. 
- potensial listrik adalah besaran skalar, sehingga nilai total potensial adalh total dari potensial tiga muatan tersebut. atau 3 kali

Soal no 1 8 listrik statis: bola konduktor
Sebuah bola konduktor berjari – jari 9 cm diberi muatan 6 mC. Besar kuat medan listrik dan potensial listrik pada titik yang berjarak 3 cm dari pusat bola adalah ....
a. sama – sama nol
b. E = nol, V = 6. 105 volt
c. E = 6. 107N/C, V = nol
d. E = 6. 107N/C, V = 6. 105 volt
e. E = 6. 107N/C, V = 18. 105 volt

jawab: B
Pembahasan 

Soal no 19 listrik statis: keping sejajar
Dua keping logam yang sejajar atas-bawah dan jaraknya 0,5 cm satu dari yang lain diberi muatan listrik yang berlawanan (keping bawah negatif dan atas positif) hingga beda potensial 10000 Volt. Bila nilai umum muatan elektron adalah 1,6 x 10-19 Coulomb, tentukan besar dan arah gaya coulomb yang terjadi jika ada sebuah elektron yang terletak diantara kedua keping tersebut .…
a. 0,8 x 10-7 N ke atas
b. 0,8 x 10-7 N ke bawah
c. 3,2 x 10-13 N ke atas
d. 3,2 x 10-13 N ke bawah
e. 12,5 x 1024 N ke atas

jawab: c
Pembahasan 
w = F . S
W = ΔEp
F.S = V.q
F.r = V.q
F.0,5.10-2 = 10000. 1,6.10-19
F = 3,2 . 10-13 N  ke atas karena muatan positif

Soal no 20
Sebuah elektron (massa 9,11x10 –31 kg dan muatan listrik –1,6 x10-19 C), lepas dari katode menuju ke anode yang jaraknya 2 cm. Jika awalnya elektrom diam (dilepaskan tanpa kecepatan awal) dan beda potensial antara anode dan katode 200 V, maka kecepatan elektron saat berada di anode sebesar ....
a. 2,3 x 105 m/s     d. 3 x 107 m/s
b. 8,4 x 106 m/s     e. 2,4 x 108 m/s
c. 2,3 x 107 m/s

jawab:
Pembahasan 
W = V.q
W = ΔEk
V.q = ΔEk
200.1,6.10-19 = ½ m. V2
3,2.10-17 = ½ . 9,11.10-31 . v2
V = 8,4 . 106

Soal no 21
Kapasitas kapasitor dapat diperkecil dengan cara-cara sebagai berikut ....
(1)  ruang antar lempeng diisi minyak
(2) dengan pasangan seri beberapa kapasitor
(3) jarak kedua lempeng diperkecil
(4) luas lempengnya diperkecil.
pernyataan yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4    d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3        e. 4
c. 1 dan 3
jawab: d
Pembahasan 

Soal no 22
Tiga buah kapasitor identik yang mula-mula belum bermuatan akan dihubungkan dengan baterai 15 V. Bila hanya salah satunya saja yang dihubungkan dengan baterai 15 V tersebut, energi yang tersimpan dalam kapasitor adalah 3/2E. dan bila ketiga kapasitor tadi dihubungkan seri dengan baterai besarnya energi yang tersimpan adalah ….
a. ¼ E                    d. 2 E
b. ½ E                    e. 4 E
c. E
jawab: b
Pembahasan 
cseri = 1/3 C
E2 = 1/3 . 3/2 E
E2 = ½ E

Soal no 23 listrik statis: kapasitor
Tiga buah kapasitor A, B, dan C memiliki nilai kapafitansi 4Farad, 6Farad, dan 12Farad disusun secara seri dan terhubung dengan aki 90V. Apabila muatan listrik maka besar muatan pada ketiga kapasetor tersebut adalah …
a. qC = 3 x qA                 d. qC = 1/3 x qA
b. qA < qB < qC             e. qA = qB = qC
c. qB = 0
jawab: E 
Pembahasan 
(pada rangkaian seri besar muatan sama besar

Soal no 24 listrik statis: kapasitor
Tiga buah kapasitor masing-masing 6 μF, 12 μF dan 4 μF dirangkai seri kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 8 volt.Tegangan pada kapasitor 4 μF  dalah .…
a. 8,0 volt                         d. 1,5 volt
b. 4,0 volt                         e. 0,5 volt
c. 2,0 volt
Pembahasan 

Soal no 25
Dua buah kapasitor berkapasitas C1 = 30 piko Farad dan C2 = 60 piko Farad dihubungkan seri, lalu dihubungkan dengan sumber tegangan listrik 100 V. maka….
(1). Q1 = 2 x 10-9 C
(2). Q2 = 2 x 10-9 C
(3). V1 = 66,7 V
(4). V2 = 33,3 V
pernyataan yang benar adalah ….
a. 1, 2, 3 dan 4    d. 2 dan 4
b. 1, 2 dan 3        e. 4
c. 1 dan 3
jawab: 1,2 ,3, 4 benar
Pembahasan 



Soal no 26 listrik statis: kapasitor
Sebuah kapasitor dengan kapasitansi 2.10-5 F yang pernah dihubungkan untuk  beberapa saat lamanya pada beda potensial 500 V. Kedua ujungnya dihubungkan dengan ujung-ujung sebuah kapasitor lain dengan kapasitansinya 3.10-5 F yang tidak bermuatan. Energi yang tersimpan di dalam kedua kapasitor adalah ….
a. 0,25 J                d. 1,25 J
b. 0,50 J                e. 1,50 J
c. 1,00 J
JAWAB:
Pembahasan 
E = ½ C V2
E = ½ 5.10-55002
E = 1,25 Joule

BERIKAN KOMENTAR ()
 
wisata tradisi game kuliner