Tipe Soal Mudah
F=k.q1.q2.r-2
F =gaya listrik (N)
k = 9x109 (Nm2/C2)
q1&q2 =muatan (C)
1.
Besarnya
gaya listrik statis antara dua muatan yang saling tolak/saling tarik berbanding
terbalik dengan...
A. besar muatan, massa partikel, permitivitas
medium
B. jarak dan massa partikel
C. besar muatan dan kuadrat jarak
D. kuadrat
jarak
E. akar
pangkat dua jarak
2.
Ada
empat buah muatan P, Q, R, S. Jika Q menolak P, P menarik S dan R menolak S, sedangkan S bermuatan negatif, maka:
A. muatan Q negatif, R negatif
B. muatan Q positif, R positif
C. muatan Q positif, R negatif
D. muatan Q negatif, R positif
E. muatan P negatif, Q negatif
3.
Dua
muatan listrik sejenis dan sama besar qa = qb = 0,02 mC. Berada pada jarak 20 cm satu sama lain. k = 9 x 109,
maka besarnya gaya tolak adalah...
A. 9 x 10-14 N D. 9 x 10-9 N
B. 9 x 103 N E. 9 x 107 N
C. 9 x 10-5 N
4.
Dua
buah pertikel A dan B masing-masing bermuatan
+20mC dan +80mC terpisah sejauh 30 cm. jika C adalah titik di antara A dan B
sehingga besar gaya di C adalah 0, maka jarak C dari A adalah
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 4 cm
D. 6 cm
E. 10 cm
5.
Dua
buah titik bermuatan +Q1 dan +Q2 yang berjarak 4 m satu sama lain. Di antara Q1
dan Q2 terletak -Q3
yang jaraknya 1 meter dari Q2. Agar besarnya gaya di Q3 adalah 0, maka perbandingan Q1
dan Q2 adalah
A. 1/3 D. 1/9
B. 3 E. 1/4
C. 9
Tipe Soal Tidak Sulit
6.
Dua bola identik yang masing-masing bermuatan q
dan bermassa 0,017gram digantung denga tali ringan yang panjangnya sama di
tempat yang sama. Karena sejenis maka keduanya akan talk-menolak sehingga
terpisah pada jarak 1 m membentuk segitiga sama sisi. Besar muatan
masing-masing dalam mikrocoulomb adalah…( g=10 m/s2)
Petunjuk:perhatian gambar
gaya-gaya yang berkerja pada tiap partikel. Lalu…….
MEDAN LISTRIK
E= k.q.r-2 atau F=E.q (kuat medan adalah vector)
1.
Berapakah kuat medan di titik yang berjarak 1 m
dari sebuah muatan 1/9 C?
2.
Dua buah muatan masing-masing 2 C dan 4 C
terpisah pada jarak 2 m. berapakah kuat medan di tengah-tengah keduanya?
3.
Muatan +q ditempatkan di x = -1m dan muatan -2q
di x=+1m. dimanakah letak titik yang kuat medannya (resultan gayanya) sama
dengan nol?
POTENSIAL LISTRIK
V= E.r atau V= kq/r
1.
Berapakah potensial listrik titik yang berjarak
1 m dari sebuah muatan 1/9 C?
2.
Titik A berjarak 1 m di sebelah kiri dari sebuah
muatan +q. dan titik B berada di sebelah kanannya dengan jarak 2 m. berapakah
beda potensial antara titik A dan B?
3.
Sebuah kubus memiliki panjang rusuk 20 cm. bila
muatan +100 mC menempati pusat kubus, maka berapakah potensial listrik di tiap
sudutnya? Dan berapakah beda potensial antara dua sudut?
4.
Pada setiap sudut sebuah segitiga sama sisi
terdapat muatan +q. berapakah kuat medan dan potensial listrik di pusat segi
tiga tersebut?
USAHA
W= q(V2-V1)
1.
Potensial listrik titik A adalah 100 volt dan
potensial titik B adalah 200 volt. Berapakah usaha untuk memindahkan muatan 1 C
dari A ke B?
2.
Sebuah segitiga siku-siku ABC (dengan salah satu
sudutnya 370), di titik A diletakkan muatan +2q. berapakah uasaha
yang dilakukan untuk memindahkan muatan +1q dari titik B ke C?
KEPING SEJAJAR
Potensial listrik di antara plat
V = E.a
V : Potensial listrik (volt)
E : medan listrik (N/C)
a : jarak titik yang diamati dari plat (m)
contoh:
1.
Dua buah plat sejajar terpisah sejauh 10 cm dan
masing-masing diberi muatan + dab –, sehingga kuat medan antara keduanya adalah
100 N/C. berapakah besar medan listrik dan potensial listrik pada titik yang
berjarak 3 cm dari plat +?
2.
Dua
buah plat sejajar dalam posisi horizontal dalam tabung vakum masing-masing
terpisah sejauh 2 cm dan memiliki beda potensial 120 V. Besarnya medan listrik
antara kedua plat adalah …
Potensial listrik di luar plat
V = E.d
d : jarak antar plat (m)
contoh:
1.
Dua buah plat terpisah sejauh 10 cm
masing-masing diberi muatan + dan –, sehingga kuat medan antara keduanya adalah
10 N/C. berapakah potensial listrik di titik yang berjarak 5 cm dari plat –q
(atau 15 cm dari plat +q)?
2.
BOLA BERONGGA
·
Medan listrik di dalam bola adalah nol
·
Potensial listrik di dalam dan kulit bola
adalah V = k.q/R (R : jari-jari bola)
·
Potensial listrik di luar bola V = k.q/x
(x:jarak titik ke muatan)
Contoh:
1.
Sebuah bola berjari-jari 10 cm bermuatan listrik
10-9 C. Berapakah kuat medan listrik dan potensial listrik di titik yang
berjarak 9 cm dari pusat bola?
2.
Sebuah bola konduktor berjari-jari 1 cm
bermuatan 2x10-7 C. berapakah potensial listrik di titik yang berjarak 2 cm
dari pusat bola?
3.
Sebuah bola konduktor berjari-jari 2 cm memiliki
potensial listrik di permukaannya sebesar 6x104 V. berapakah besar muatan bola
itu? Dan berapakah rapat muatannya?
4.
Sebuah
bola berjari-jari 10 cm diudara memiliki potensial 1000 V. Jika bola berada di
dalam air yang memiliki konstanta dielektrik 5/2, potensialnya menjadi…
KAPASITOR
C = Q/V
C: kapasitansi (F)
Q: mutan yang tersimpan (C)
Q: mutan yang tersimpan (C)
V :beda potensiallistirk (V)
Contoh:
1.
Kapasitas suatu kapasitor adalah 50 mF. Jika
kapasitor ini dihubungkan dengan batere 10 volt, maka muatan yang tersimpan
adalah?
2.
Sebuah kapasitor 20 mF menyimpan muatan 4 C. ini
berarti kapasitor tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar….
C = n. ε0. A / d
C: kapasitansi (F)
N : konstanta dielektrik
ε0 : permmitivitas ruang hampa
A :luas keeping sejajar (m2)
D : jarak kesua keeping (m)
Contoh:
1.
Berikut
ini adalah data 5 macam kapasitor yang sejajar
Kapasitor Keping
|
Luas Antar Keping
|
Jarak Dielektrik
|
Permisivitas
|
C1
C2
C3
C4
C5
|
A
2 A
2 A
2 A
2 A
|
2 d
2 d
d
½ d
½ d
|
e
e
½ e
2 e
½ e
|
Dari data tersebut yang memiliki kapasitas
terbesar adalah kapasitor
2.
Sebuah
kapasitor mempunyai kapasitas sebesar 5mF bila di antara keping-kepingnya diisi
udara dan 30mF bila di antara keping-kepingnya
ditempatkan lembaran porselen. Permitivitas relatif porselen sama dengan
RANGKAIAN KAPASITOR
Untuk menceri kapasitor pengganti adalah kebalikan dari
resistor.
Contoh:
1.
Tiga
buah kapasitor 10 mF, 5 mF, dan 4 mF disusun seri dan ujung-ujungnya
dihubungkan ke sumber tegangan 22 volt. Tentukan kapasitas ekivalen
2.
Untuk
menyimpan muatan sebesar 1 C digunakan kapasitor yang masing-masing
berkapasitas 2,5 mF yang dihubungkan paralel pada beda potensial 200
V. Jumlah kapasitor yang diperlukan adalah....
ENERGI YANG TERSIMPAN DALAM KAPASITOR
W= ½ QV = ½ C V2
Contoh:
1.
Besar
energi potensial listrik dipengaruhi oleh hal-hal berikut, kecuali
A. besarnya muatan
B. jarak
C. jenis muatan
D. lintasan
E. jenis medium
2.
Besarnya
energi yang mampu disimpan pada rangkaian tersebut .....joule
3.
Di
dalam tabung dioda, elektron yang keluar dari katoda dipercepat oleh anoda yang
berada pada potensial 300 volt. Berapa kecepatan elektron (q = -1,6 x 10-19
C) saat sampai di anoda jika massa elektron 10-27 gr, dan kecepatan
awalnya 0. (Catatan: gunakan hukum kekekalan energi mekanik)
4.
Kapasitor
2200 , 12 Volt dipasang pada sumber tegangan 12 Volt.
Berapa energi maksimal yang dapat di simpan oleh kapasitor tersebut ?
5.
Dua
buah kapasitor masing-masing besarnya 10 mF disusun pararel dan dihubungkan dengan
sumber tegangan 10 Volt. Bila kemudian kedua kapasitor dihubungkan seri, maka
tegangan yang diperlukan agar energi listrik yang tersimpan dalam kedua
kapasitor tidak berubah adalah….
6.
Jarak
pisah antar keping dari sebuah kapasitor bermuatan diubah sehingga
kapasitansinya menjadi setengah dari semula. Jika dalam kapasitor tidak terjadi
kebocoran muatan, maka energi yang tersimpan dalam medan listrik disekitar
keping akan menjadi …
7.
Jika
energi yang tersimpan dalam kapasitor 100 mF dengan beda potensial 6000 volt
seluruhnya digunakan untuk mengangkat
benda 50 kg, maka tinggi maksimum yang dapat dicapai benda adalah …
8.
Tiga
buah kapasitor masing-masing besarnya 2 mF,
2 mF dan 3 mF dihubungkan seri dan diberi tegangan
total E volt. Maka…
(1) Masing-masing kapasitor akan memilki
muatan listrik yang sama
(2) Kapasitor 1 memiliki energi listrik yang
paling besar
(3) Pada kapasitor 3 bekerja tegangan yang
paling kecil
(4) Muatan total pada ketiga kapasitor adalah mC
9.
Tiga buah kapasitor masing-masing C1 = 3 mF, C2
= 2 mF dan C3
= 4 mF disusun seri.
Kedua ujung rangkaian dihubungkan dengan sumber tegangan 300 Volt, maka:
(1)
Kapasitor C1 menyimpan muatan 600 mC
(2)
Beda potensial ujung-ujung C1 200 V
(3)
Muatan pada C2 adalah 200 mC
(4)
Energi yang tersimpan pada C3 adalah 0,02
joule
10. Dua buah bola dipasang pada dua pegas
horizontal yang identik terletak di atas meja yang licin seperti pada gambar.
Ketika kedua bola tidak bermuatan, jarak keduanya adalah 15 cm dan kedua pegas
dalam keadaan tidak meregang. Jika kedua bola diberi muatan masing-masing 1 mC, jarak
keduanya menjadi dua kali semula. Anggaplah bola sebagai muatan titik. Berapa
besar konstanta gaya pegas?