Pada sebuah muatan 20 ΜC bekerja gaya Coulomb 0 1 n berapakah besar kuat medan listrik pada muatan tersebut?

Lanjut..setelah belajar bab pertama di pelajaran fisika yaitu bab listrik dinamis. Kita sekarang belajar mengenai listrik statis. Kita kasih ringkasan materi dan 32 contoh soal mengenai listrik statis. Semoga setelah baca-baca di web ini kamu tambah paham mengenai bab listrik statis. Lanjut ke daftar isi yah..

Menurut Coulomb, dua muatan yang didekatkan akan bekerja gaya tarik atau gaya tolak. Gaya tarik terjadi jika muatan berlainan jenis sedangkan gaya tolakan terjadi pada muatan yang sejenis

F = Gaya Coloumb (N)

Kuat Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitar muatan yang masih merasakan pengaruh gaya Coulomb.

k = konstanta = 9 x 109 Nm2/C2

r = jarak dari titik ke muatan sumber medan listrik (m)

Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik secara matematis dapat di rumuskan sebagai berikut:

Ep = energi potensial listrik (joule)

Usaha

Merupakan perubahan energi potensial

k = konstanta = 9 x 109 N m2 / C2

Kekekalan energi

Berlaku dalam medan listrik

d = jarak antar pelat (m)

Potensial Listrik

Energi potensial merupakan besarnya energi potensial yang dimiliki muatan 1 Coulomb. Dari definisi ini, potensial listrik dapat dirumuskan sebagai berikut.

k = Konstanta = 9 x 109 N m2 / C2

r = jarak titik dari muatan (m)

Hukum Gauss

Hukum gauss menyatakan bahwa jumlah garis medan listrik yang menembus suatu permukaan sebanding dengan jumlah muatan listrik yang ada di dalam permukaan tersebut. Hukum ini menghubungkan medal listrik pada permukaan tertutup dengan muatan total di dalam permukaan tersebut. Dirumuskan sebagai berikut:

eo = permitivitas listrik di ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/N m2)

A = Luas permukaan yang dilingkupi muatan (m2)

Penerapan Hukum Gauss

Bola Konduktor Bermuatan

Bola konduktor berongga

R = jari jari bola konduktor

eo = permitivitas listrik di ruang hampa (8,85 x 10-12 C2/N m2)

Kapasitor berfungsi sebagai komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut dengan kapasitas kapasitor. Besarnya kapsitas dari suatu kapasitor di rumuskan sebagai berikut:

Co = kapasitas kapasitor tanpa bahan elektrik (F)

k = konstanta dielektrik bahan

Rangkaian Kapasitor

RANGKAIAN SERI

Kapasitas pengganti

Kapasitas pengganti :

Soal No.1 (UTBK 2019)

Dua kapasitor identik dirangkai seri. Tiap kapasitor memiliki kapasitansi C. Berapakah muatan keseluruhan yang harus disimpan pada rangkaian kapasitor itu agar energi listrik yang tersimpan pada tiap kapasitor itu sebesar W?

PEMBAHASAN :

Soal No.2 (SBMPTN 2018)

Dua bola kecil A dan B diletakkan terpisah dan tidak dapat bergeser. Masing-masing bola bermuatan listrik Q. Kemudian, sebuah bola kecil ringan C diletakkan tepat di tengah-tengah antara bola A dan B. Muatan bola C adalah Q. Mula-mula, bola C diam. Namun, ketika digeser sedikit ke arah bola B lalu dilepas, bola C bergerak terus mendekati bola A.

SEBAB

Bola A dan B menolak bola C

PEMBAHASAN : Berikut ini gambar berdasarkan soal di atas

Jawaban D

Soal No.3 (UN 2012)

Dua buah muatan listrik yang nilainya sama diletakkan pada jarak r meter sehingga terjadi gaya coloumb sebesar F1 Newton. ketika jarak keduanya di ubah menjadi dua kali semula , gaya Coulomb yang di alami menjadi F2 . Perbandingan F 1: F2 adalah….

1. 1 : 2
2. 2 : 1
3. 1 : 4
4. 4 : 1
5. 3 : 2

PEMBAHASAN :

Soal No.4 (SBMPTN 2013)

Jumlah muatan dari dua buah muatan q1 dan q2 adalah -6µC. Jika kedua muatan tersebut dipisahkan sejauh 3m maka masing masing muatan akan merasakan gaya listrik sebesar 8mN. Besar q1 dan q2 berturut turut adalah…

1. -5 µC dan -1 µC
2. -10 µC dan 4 µC
3. -3 µC dan -3 µC
4. -8 µC dan 2 µC
5. -4 µC dan -2 µC

PEMBAHASAN :

Soal No.5 (UN 2013)

Dua muatan listrik B dan C yang berada sejauh 8 cm menghasilkan gaya 50 N. Jika muatan C digeser ke kanan sejauh 8 cm, maka besar gaya tarik pada muatan B dan C adalah …..( 1µC = 10-6 C)

1. 7,5 N
2. 12,5 N
3. 17,5 N
4. 22,5 N
5. 27,5N

PEMBAHASAN :

Soal No.6 (SBMPTN 2013)

Dua buah bola identik bermuatan memiliki massa 3,0 x 102 kg digantung seperti seperti pada gambar. Panjang L setiap tali adalah 0,15m. Massa tali dan hambatan udara diabaikan. Bila tan θ = 0,0875, sin θ = 0,0872 dan g = 10m/s2 maka besar muatan pada setiap bola adalah ….

1. 4,4 x 10-6C
2. 4,4 x 10-7C
3. 4,4 x 10-8C
4. 8,8 x 10-7C
5. 8,8 x 10-8C

PEMBAHASAN :

Soal No.7 (UN 2009)

Perhatikan gambar berikut ini!

Jika muatan +Q terletak antara A dan B di mana muatan +Q harus diletakkan sehingga gaya Coulomb yang dialaminya nol?

1. 3 cm dari muatan B
2. 4 cm dari muatan B
3. 5 cm dari muatan B
4. 3 cm dari muatan A
5. 6 cm dari muatan A

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.8 (SNMPTN 2012)

Sebuah kapasitor 200 mF yang mula mula tidak bermuatan dialiri 10 mA selama 10 sekon. beda tegangan yang terjadi pada kapasitor adalah

1. 1000 mV
2. 500 mV
3. 250 mV
4. 50 mV
5. 25 mV

PEMBAHASAN :

Soal No.9 (UN 2014)

Tiga buah muatan listrik berada pada posisi di titik sudut segitiga ABC panjang sisi AB = BC = 20 cm dan besar muatan sama (q = 2µC). Besar gaya listrik yang bekerja pada titik B adalah….

1. 0,9√3 N
2. 0,9√2 N
3. 0,9 N
4. 0,81 N
5. 0,4 N

PEMBAHASAN :

Soal No.10 (SNMPTN 2012)

Tiga buah kapasitor dengan kapasitansi masing- masing 1 mF , 2 mF, dan 3 mF dirangkai secara seri dan diberi tegangan 1 volt pada ujung ujungnya. Pernyataan berikut ini yang benar adalah

1. Masing masing kapasitor memiliki muatan yang sama banyak
2. Kapasitor yang besarnya 1 mF menyimpan energi listrik terbesar
3. Pada kapasitor 3 mF Bekerja tegangan terkecil
4. Ketiga kapasitor bersama sama membentuk sebuah kapasitor ekivalen dengan muatan tersimpan sebesar 6/11 C

PEMBAHASAN :

Soal No.11 (UN 2000)

Bila sebuah partikel bermuatan 4 x 10-19 C ditempatkan dalam medan listrik homogen yang kuat medannya 1,2 x 105 N/C maka partikel tersebut akan mengalami gaya sebesar…

1. 4,8 x 10-14 N
2. 5,2 x 10-14 N
3. 3,0 x 10-23 N
4. 3,3 x 10-24 N
5. 4,8 x 10-24 N

PEMBAHASAN : Diketahui:

q = 4 x 10-19 C

F = 4.10-19 x 1,2.105 = 4,8.10-14 N

Soal No.12 (SNMPTN 2010)

Empat buah muatan masing masing q2 = -2 µC, q2 = 1 µC, q3 = -1 µC dan q1 =1 µC terletak di sudut sudut suatu bujur sangkar berisi 0,2 m. Bila diketahui εo adalah termitivitas vakum maka potensial listrik dititik tengah bujur sangkar tersebut adalah

1. 
2. 
3. 
4. 
5. 0 μV

PEMBAHASAN :

Soal No.13 (UN 2013)

Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Titik C berada 20 cm di sebelah B. Jika k = 9.109 Nm2.C2 dan 1µC = 10-6 C maka kuat medan di titik C adalah…

1. 1,275.108 N.C-1
2. 1,350.108 N.C-1
3. 1,425.108 N.C-1
4. 1,550.108 N.C-1
5. 1,675.108 N.C-1

PEMBAHASAN :

Soal No.14 (SNMPTN 2010)

Dua buah muatan titik masing masing sebesar 10 µC dan 4µC terpisah sejauh 10 cm. kedua muatan tersebut berada di dalam medium yang memiliki permitivitas relatif sebesar 3. berapakah besar gaya yang bekerja pada kedua muatan tersebut?

PEMBAHASAN :

Soal No.15 (UN 2013)

Perhatikan gambar berikut ini!

Besar kuat medan listrik di titik A adalah…(k = 9 x 109 N m2 C-2).

1. 9,0 x 107 N/C
2. 7,5 x 107 N/C
3. 6,0 x 107 N/C
4. 7,2 x 107 N/C
5. 5,4 x 107 N/C

PEMBAHASAN :

Soal No.16 (UM UGM 2008)

Muatan +Q coulomb ditempatkan di x=-1 m dan muatan -2Q coulomb di x = +1 m. Muatan uji q+ coulomb yang diletakkan di sumbu x akan mengalami gaya total nol bila ia diletakkan di x = …

1. –(3+√8) m
2. – 1/3 m
3. 0 m
4. 1/3 m
5. 3√8 m

PEMBAHASAN :

Soal No.17 (UN 2013)

Perhatikan faktor-faktor berikut!

1. Luas pelat
2. Tebal pelat
3. Jarak kedua pelat
4. Konstanta dielektrik

Yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan adalah…

1. 1 dan 2 saja
2. 3 dan 4 saja
3. 1,2, dan 3
4. 1,2 dan 4
5. 1,3, dan 4

PEMBAHASAN :
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri muatan dapat di lihat daripersamaan kapasitas kapasitor keeping sejajar jika di beri bahan dielektrik.

Jawaban : E

Soal No.18 (UN 2014)

Perhatikan rangkaian di bawah ini!

besar nya muatan pada kapasitor C5 adalah…

1. 36 coulumb
2. 24 coulumb
3. 12 coulumb
4. 6 coulumb
5. 4 coulumb

PEMBAHASAN :
Menentukan muatan di C5 harus menentukan Qtotal dari Ctotal

Soal No.19 (UN 2013)

pada gambar di samping bila VAB = 6 volt maka nilai energi listrik pada gambar adalah…

1. 2 joule
2. 6 joule
3. 9 joule
4. 12 joule
5. 18 joule

PEMBAHASAN :

Soal No.20 (UN 2013)

Perhatikan gambar kapasitas berikut.

Energi yang tersimpan dalam rangkaian listrik di atas adalah…

1. 576 joule
2. 288 joule
3. 144 joule
4. 72 joule
5. 48 joule

PEMBAHASAN :

Soal No.21 (UN 2013)

Muatan listrik +q1 = 10 C; +q2 = 20 C dan q3 terpisah seperti pada gambar di udara

Agar gaya Coulomb yangbekerja dimuatan q2 = nol, maka muatan q3 adalah…

1. +2,5 C
2. -2,5 C
3. +25 C
4. -25 C
5. +4 C

PEMBAHASAN :

F32 = F12

Soal No.22 (UN 2013)

Dalam satu ruang terdapat dua buah benda bermuatan listrik yang sama besar seperti ditunjukkan pada gambar…

PEMBAHASAN : Arah medan listrik akan keluar dari muatan positif dan akan masuk menuju muatan negatif.

Jawaban : D

Soal No.23 (UN 2004)

Pada gambar di atas, dua buah muatan +Q dan -2Q terletak di udara dan terpisah pada jarak x. Letak titik yang mungkin kuat medan listriknya sama dengan nol adalah di titik…

PEMBAHASAN : Suatu titik di sebelah kanan C memiliki muatan -2Q dan di sebelah kiri C memiliki muatan +Q, maka tidak mungkin titik C medan listriknya = 0 karena nilai muatannya tidak sama besar. Kemungkinan titik yang medan listriknya nol adalah B karena harus ada muatan lain yang diletakan di muatan yang lebih kecil yaitu +Q. Karena berbeda muatan maka letaknya tidak berada diantara kedua muatan tersebut.

Jawaban : A

Soal No.24 (UN 2014)

Sebuah bola konduktor berongga bermuatan Q berjari-jari R berada di udara. Nilai potensial listrik di dalam bola adalah…

1. lebih kecil dari potensial di permukaan
2. lebih kecil dari potensial di luar bola
3. sama dengan di permukaan bola
4. sama dengan nol
5. sama dengan di luar bola

PEMBAHASAN : Nilai potensial listrik di dalam bola akan sama dengan di permukaan bola

Jawaban : C

Soal No.25 (UN 2014)

Sebuah bola konduktor berongga bermuatan Q berjari-jari R berada di udara. Nilai potensial listrik di dalam bola adalah…

1. Energi listrik bola tidak berubah
2. Timbul arus listrik di permukaan bola
3. Muatan listrik tersebar merata di seluruh bagian bola
4. Potensial listrik di dalam bola harus sama dengan nol
5. Medan listrik di dalam bola harus sama dengan bola

PEMBAHASAN : Jika sebuah bola pejal diberi muatan maka muatan pada bola pejal tersebut akan merata ke seluruh bagian bola tersebut

Jawaban : C

Soal No.26 (SNMPTN 2011)

Sebuah elektroskop diberi muatan Q1. Kemudian diberi muatan Q2 sehingga kedua kaki elektroskop agak menguncup. Ini berarti…

1. Q2 dan Q1 sejenis, besar Q2 kurang dari besar Q1
2. Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 kurang dari besar Q1
3. Q2 dan Q1 sejenis, besar Q2 lebih dari besar Q1
4. Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 lebih besar dari Q1
5. Q2 dan Q1 berlawanan jenis, besar Q2 sama dengan besar Q1

PEMBAHASAN :
Jika elektroskop agak menguncup menandakan terjadi gaya tarik menarik sehingga muatan Q1 dan Q2 berlawanan jenis karena saling tarik menarik. Besar Q1 dan Q2 sama karena penambahan Q1 tidak mengalami perubahan pada elektroskop, tetapi saat Q2 ditambahkan elektroskop agak menguncup.
Jawaban : E

Soal No.27 (SNMPTN 2009)

Kapasitor C1 = 1 μF, C2 = 2 μF, dan C3 = 3μF dihubungkan paralel dan diberi tegangan V volt. Pernyataan berikut yang benar adalah…

1. Pada masing-masing kapasitor akan bekerja tegangan yang sama.
2. Kapasitor C3 menyimpan energi listrik paling banyak
3. Kapasitor C1 mempunyai muatan paling kecil
4. Ketiga kapasitor mempunyai harga kapasitansi ekivalen 6 μF

PEMBAHASAN :

1. Karena dihubungkan secara paralel maka beda potensial ketiga kapasitor akan sama yaitu V volt. (Benar)
2. Hubungan energi listrik dengan kapasitas yaitu:
   W = ½ CV2
   W (energi listrik) berbanding lurus dengan C (kapasitas). Energi listrik yang paling banyak disimpan yang kapasitas kapasitornya yang paling besar yaitu C3 (Benar)
3. Hubungan muatan dengan kapasitas yaitu: Q = CV

   Q (muatan) berbanding lurus dengan C (kapasitas). Muatan terkecil yaitu yang kapasitas kapasitornya yang paling kecil yaitu C1 (Benar)

4. Karena disambung paralel, maka kapasitas penggantinya:
   Cp = C1 + C2 + C3 = 1 + 2 + 3 = 6μF (Benar)

Karena 1,2,3 dan 4 benar maka jawabannya adalah E

Jawaban : E

Soal No.28 (SNMPTN 2007)

Dua bola konduktor A dan B terpisah pada jarak yang cukup jauh . Pada awalnya bola A dimuati sebesar -3 x 10-6 C sedangkan bola B sebesar 3 x 10-6 C. Pada keadaan tersebut, ada gaya sebesar 18 N antara kedua bola konduktor. Keduanya kemudian ditarik dan dihubungkan oleh kawat penghantar sedemikian rupa sehingga jarak antara keduanya menjadi setengah jarak semula. Besar gaya antara kedua bola konduktor apabila kawat kemudian dilepas adalah…

PEMBAHASAN : Jika dua bola konduktor bermuatan dihubungkan oleh kawat penghantar maka berlaku:

Q = QA + QB

Jawaban : A

Soal No.29 (UMB UI 2008)

Dua buah bola identik yang masing-masing bermuatan q dan bermassa

PEMBAHASAN : Jika digambarkan sebagai berikut:

massa masing-masing bola =

Soal No.30 (UMPTN 2002)

Partikel A dan B masing-masing bermuatan +8μC dan +18μC. Jika titik C yang terletak di antara partikel A dan B memiliki medan listrik = 0, sedangkan jarak C dan partikel A = 2 cm maka jarak A dengan B adalah…cm

PEMBAHASAN : Jika digambarkan sebagai berikut:

EA = EB

Jawaban : C

Soal No.31 (UMPTN 1999)

Kuat medan listrik di suatu titik P yang ditimbulkan oleh sebuah muatan q di titik asal 0 adalah….

1. arahnya menjauhi q bila q positif menuju ke q negatif
2. berbanding langsung dengan q
3. berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP
4. arahnya sama dengan gaya Coulomb pada muatan q’ di P bila q positif, dan berlawanan dengan gaya Coulomb tersebut bila q negatif.

PEMBAHASAN :

1. Medan listrik memiliki arah keluar dari muatan positif dan masuk menuju muatan negatif. (BENAR)
2. Rumusan kuat medan listrik:
   
   
   Keterangan: E = kuat medan listrik (N/C) q = muatan (C) r = jarak titik ke muatan (m)

   Jika kuat medan listrik (E) dihubungkan dengan muatan (q), maka dilihat dari rumus E dan q berbanding lurus atau berbanding langsung (BENAR)

3. Dari rumusan no 2 medan listrik (E) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP (r2) (BENAR)
4. BENAR

Semua benar jawabannya adalah E
Jawaban : E

Soal No.32 (UMPTN 1996)

Kapasitor C1 dan C2 dipasang paralel masing-masing mempunyai kapasitas 2μF dan 4μF. Jika tegangan ujung-ujung kapasitor adalah 12 volt maka….

1. kapasitas pengganti kedua kapasitor itu adalah 6μF
2. muatan listrik C1 adalah 48μF
3. energi yang tersimpan di C1 adalah 1,44 x 10-4 J
4. energi yang tersimpan di C2 adalah 5,76 x 10-4 J

PEMBAHASAN :

1. Karena dipasang secara paralel, maka kapasitas penggantinya
   Cp = C1 + C2 = 2 + 4 = 6μF (BENAR)
2. Menentukan muatan pada C1
   Q1 = C1 V = 2μF. 12 volt = 24μC (SALAH)
3. Menentukan energi yang tersimpan di C1
   W = ½C1V2 = ½. 2 x 10-6 F. 122 = 1,44 x 10-6 J (BENAR)
4. Menentukan energi yang tersimpan di C2
   W = ½C2V2 = ½. 4 x 10-6 F. 122 = 2,88 x 10-6 J (SALAH)

Karena hanya 1 dan 3 yang benar jawabannya adalah B
Jawaban : B

Soal No.33 

Diketahui terdapat tiga buah titik bermuatan masing-masing 3a, Q, dan 5a. Terletak pada sumbu x masing-masing 0, ½ I, dan I. Jika gaya Coulomb pada Q sama dengan nol, maka Q sama dengan … (k = 9 x 109 Nm2 / C2 )

PEMBAHASAN : Diketahui: Muatan listrik 1 = 3a Muatan listrik 2 = Q Muatan listrik 3 = 5a

k = 9 x 109 Nm2 / C2

Besar muatan Q agar gaya Coulomb pada Q sama dengan nol  sebagai berikut:

Muatan Q terletak di antara Q dan 5a → F2 ke kiri, maka Q bernilai negatif

Soal No.34 

Sebuah persegi ABCD masing-masing titik diletakkan partikel bermuatan listrik, yaitu titik A dan C bermuatan +Q. Jika kuat medan listrik di titik D = 0, maka muatan listrik pada titik B adalah …

1. -Q
   
2. 2Q
3. 2Q
   
4. -2Q
   
5. -2
   

PEMBAHASAN : Diketahui:

Muatan listrik A (QA) = +Q

Maka muatan listrik di titik D sebagai berikut:
BD2 = AB2 + AD2
= r2 + r2
= 2r2

Soal No.35 

Sebuah papan yang terbuat dari logam memiliki panjang 20 cm dan lebar 15 cm dengan kuat medan listrik 100 N/C searah bidang. Maka jumlah garis medan listrik yang menembus bidang adalah …

1. 1,5 weber
2. 2,2 weber
3. 3 weber
4. 1 weber
5. 0

PEMBAHASAN : Diketahui:

p = 20 cm = 20 x 10-2 m

Menghitung luas permukaan papan logam sebagai berikut:
A = p x l = (20 x 10-2 m) . (15 x 10-2 m)
= 300 x 10-4 m2
= 3 x 10-2 m2

Maka jumlah garis medan listrik yang menembus bidang sebagai berikut: Φ = E . A . cos α

= 100 N/C . 3 x 10-2 m2 . cos 900

Jawaban : E

Soal No.36 
Terdapat dua benda bermuatan listrik masing-masing +Q1 dan +Q2 , jarak keduanya 8 cm. Jika kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak 3 cm dari +Q1 adalah nol. Maka perbandingan antara +Q1 dan +Q2 adalah …

1. 9 : 25
2. 2 : 7
3. 8 : 15
4. 4 : 3
5. 5 : 12

PEMBAHASAN : Diketahui:

Dua buah muatan = +Q1 dan +Q2

Berlaku perbandingan muatan titik +Q1 dan +Q2 sebagai berikut:
E1 = E2

Soal No.37 
Sebuah benda memiliki massa 20 gram dan bermuatan 0,6 μF tergantung ditali yang massanya diabaikan. Kemudian pada sebelah kanan benda diletakkan benda bermuatan -0,2 μF dengan jarak 12 cm, sehingga menyebabkan benda tertarik. Berapakah tegangan tali tersebut …(k = 9 x 109 Nm2 / C2 dan g = 10 m/s2 )

PEMBAHASAN : Diketahui:

m = 20 gr = 20 x 10-3 kg

Menghitung gaya Coulomb yang bekerja, sebagai berikut:

Menghitung berat benda yang digantung sebagai berikut: W = m . g

= 20 x 10-3 kg . 10 m/s2

Maka tegangan tali dapat dihitung sebagai berikut:

Fitur Terbaru!!

Kini kamu bisa bertanya soal yang tidak ada di artikel kami.
Ajukan pernyataan dan dapatkan jawaban dari tim ahli kami.
Untuk bertanya KLIK DISINI