Contoh Soal Listrik Statis Beserta Jawabannya Lengkap Kelas 12 SMA
Contoh Soal Listrik Statis Beserta Jawabannya Lengkap Kelas 12 SMA – Listrik statis adalah hal yang akan selalu ada di setiap mata pelajaran SMA, khususnya untuk kamu yang mengambil jurusan Fisika.
Listrik statis sendiri adalah satu dari sekian materi Fisika yang akan dipelajari ketika menginjak kelas 12. Apakah kamu mencari contoh soal listrik statis beserta jawabannya?
Tenang saja, kamu bisa kok belajar lebih jauh mengenai soal dan rumus dalam menjawab hal-hal yang berkaitan dengan listrik statis.
Pada semester 1, banyak anak SMA yang kurang begitu memahami materi listrik statis, sehingga perlu adanya latihan yang rutin atau berkala.
Contoh Soal Listrik Statis Beserta Jawabannya
Soal Pilihan Ganda
SOAL NO 1
Ada dua buah muatan yang disebut dengan Q1 dan Q2. Masing-masing muatan mengandung nilai +2 μC dan -8 μC. Nilai dalam muatan terpisahkan dengan jarak 4 cm antara satu sama lain.
Apabila k memiliki nilai 9 x 109 Nm2C-2, lalu berapakah besar dan arah dari gaya elektrostatis dari muatan Q1 dan Q2?
A. 180 N dengan saling tolak menolak
B. 50 N dengan saling tarik menarik
C. 90 N dengan saling tarik menarik
D. 180 N dengan tarik menarik
E. 90 N dengan tolak menolak
Contoh soal listrik statis beserta jawabannya:
Dikarenakan kedua muatan saling berlawanan jenis, tentu saja gaya elektrostatis yang dimilikinya akan saling tarik-menarik.
Untuk mengetahui kisaran besar gaya elektrostatis, maka kamu dapat mengetahuinya dengan menggunakan persamaan dari hukum Coulomb. Caranya adalah:
Berdasarkan rumus tersebut, maka nilai besaran dari gaya elektrostatisnya adalah 90N dan saling tarik menarik, itu artinya jawaban yang benar adalah C.
SOAL NO 2
Cobalah perhatikan gambar yang menunjukkan 3 partikel yang terdiri dari A, B, lalu C. Ketiga gambar di atas saling memiliki satu garis lurus. Pada partikel A, gambar memiliki muatan dengan nilai+18 μC.
Sementara untuk muatan pada partikel B adalah -3 μC, dan muatan dari partikel C adalah -12 μC.
Lalu, jarak partikel A menuju B sendiri adalah 3 m, sementara jarak dari B ke C adalah 2 m. Lalu berapakah besar dari gaya coulomb yang bekerja di partikel B?
A. 0,065 N
B. 0,027 N
C. 0,135 N
D. 0,054 N
E. 0,081 N
Kunci Pembahasan :
Muatan B mengandung dua gaya yang bekerja searah sehingga untuk bisa menemukan resultan gayanya, maka rumus yang bisa dilakukan adalah:
Maka dari itu, nilai muatan B berdasarkan resultan gaya adalah 0,135 N yang mana arahnya adalah menuju ke kiri atau ke muatan A, jawaban contoh soal listrik statis yang benar adalah C.
SOAL NO 3
Ada dua barang dengan muatan listrik, satunya Q1 dan satunya lagi Q2. Masing-masing mempunyai jarak r cm sehingga menghasilkan gaya yang saling tolak-menolak dengan nilai 10 newton.
Lalu, muatan Q1 ini tergeser dan gaya yang ditimbulkan menjadi 40 newton. Setelah itu, konstanta k yang dimiliki adalah 9.109 N.m-2.C-2. Pertanyaannya, berapa nilai muatan Q1 yang harus dipindahkan?
A. ½ r jadi menjauhi muatan Q2
B. ½ r jadi mendekati muatan Q2
C. 2 r jadi mendekati muatan Q2
D. 1 r jadi menjauhi muatan Q2
E. 2 r jadi menjauhi muatan Q2
Kunci pembahasan contoh soal pilihan ganda listrik statis beserta jawabannya:
Sebagaimana hukum Coulomb, maka cara menghitungnya adalah:
Jarak yang dimiliki menjadi setengah kali dari semula atau mendekati Q2. Tentu dari hasil hitungan yang ada, jawabannya adalah B.
SOAL NO 4
Antara muatan A dan muatan B terpisah dengan jarak 2,0 m. Muatan A mengandung +1,0 C sementara muatan B mengandung nilai +2,0 C.
Adapun untuk muatan C mengandung nilai +2,0 C dan terletak di antara A dan B pada titik tertentu.
Oleh sebab itu, gaya yang ada pada muatan C adalah nol. Lalu berapakah perkiraan jarak muatan C dari A?
A. 0,83 meter
B. 0,36 meter
C. 0,67 meter
D. 1,0 meter
E. 0,50 meter
Kunci pembahasan contoh soal listrik statis beserta jawabannya:
Soal nomor 4 bisa diilustrasikan dengan gambar di atas. Sebagaimana gambar tersebut, maka jelas terlihat bahwa muatan C mempunyai dua gaya elektrostatis yang dihasilkan dari muatan A dan B.
Dua muatan yang saling berdekatan tersebut mempunyai arah yang saling menolak karena sejenis.
Pada muatan C memiliki gaya resultan yang sama dengan nol sehingga kedua gaya perlu memiliki nilai yang besar dan saling berlawanan arahnya. sehingga secara matematis dapat ditulis
Untuk memudahkan pemahaman kamu, berikut rumus dari contoh soal listrik statis dan jawabannya yang mungkin bisa dituliskan:
Dari rumus tersebut, maka jelas bahwa hasil perhitungan jarak antara muatan C dari A adalah 0,83 m. Maka dari itu, jawabannya adalah A.
SOAL NO 5
Ada dua bola konduktor yang sampai persis, yakni A dan B. Kedua konduktor ini mempunyai muatan yang sama besar dan terpisahkan pada jarak yang tidak bisa dihitung.
Jarak tersebut jauh lebih besar jika dibandingkan dengan diameter kedua bola dan menimbulkan gaya listrik.
Gaya listrik yang dihasilkan oleh dua bola ini adalah sebesar F. Sementara untuk bola konduktor yang ketiga atau C juga sama persis dengan A atau B, namun tidak bermuatan.
Bola C mula-mula didekatkan ke bola A lalu ke bola B dan akhirnya dipisahkan. Lalu, berapa besar gaya listrik yang ada antara bola A dan B?
A. F/2
B. F/16
C. 0
D. F/4
E. 3F/8
Kunci Pembahasan contoh soal listrik statis beserta jawaban kelas 12
Situasi awal sebelum bola C muncul, antara bola A dan B terdapat gaya listrik yang secara matematis bisa ditulis dengan rumus:
Ketika bola C didekatkan ke A maka ada perpindahan muatan yang terjadi di antara keduanya hingga potensial yang dihasilkan sama.
Saat potensial di antara kedua bola ini setelah saling bersentuhan, maka muatan yang ada antara bola C dan A pun juga sama.
Maka dari itu, secara matematis bisa dihitung besar muatan yang ada di kedua bola setelah didekatkan yakni:
Gaya listrik yang terjadi antara bola A dan B berubah menjadi
Bisa disimpulkan gaya listrik yang terjadi antara bola A dan B saat ini adalah 3F/8 sehingga jawaban yang benar dari soal ini adalah E.
Contoh Soal Uraian
Contoh soal listrik statis beserta jawabannya Nomor 1
Ada titik X yang muncul ke dalam medan listrik. Besar kekuatan dari medan listrik yang ada di titik X sendiri adalah 0,7 NC-1.
Jika ada benda dengan muatan listrik 0,35 C diletakkan di titik X, berapa gaya Coulomb yang akan bekerja di benda itu?
Diketahui bahwa E adalah 0,7 NC-1
Sementara q adalah 0,35 C
Pembahasan soal:
F nilainya adalah q E
F adalah (0,35 C) yang kemudian dikalikan dengan (0,7 NC-1)
Hasilnya adalah 0,245 N
Maka dari itu, gaya Coulomb pada benda yang berada di titik X adalah 0,245 N.
Contoh soal listrik statis beserta jawabannya Nomor 2
Ada 2 buah benda dengan muatan yang masing-masing memiliki nilai sebesar 8,1 C lalu satunya adalah 10 C.
Dua buah ini saling terpisah oleh jarak 9 meter. Jika k adalah 9×109 Nm2 C–2, berapakah besar gaya Coulomb di dua buah muatan tersebut?
Pembahasan soal:
q1 diketahui adalah 8,1 C
q2 diketahui bernilai 10 C
Jarak di antara muatan dibagi r adalah 9 meter.
Konstanta Coulomb (k) adalah 9×109 Nm2 C–2
Cara menyelesaikan :
F adalah k.q1 q2 : r2
F adalah (9×109 Nm2 C–2 ) x (8,1C) x (10C) : (9 meter)2
F adalah (9×109 Nm2 C–2 ) x (81 C2) : (81m2)
F adalah 9×109 N
Maka dari itu, besar dari gaya Coulomb yang ada pada dua muatan tersebut adalah 9×109 N.
Contoh soal listrik statis beserta jawabannya Nomor 3
Diketahui bahwa ada sebuah titik memiliki muatan q dan letaknya ada di titik X.
Adapun titik X sendiri berada dalam sebuah medan listrik yang kehadirannya muncul karena muatan positif sehingga gaya yang dihasilkan adalah 0,07 N.
Pertanyaannya, jika besar kuatnya medan yang ada di titik X bernilai 2×10 –2NC–1, berapakah besar dari muatan q?
Jawaban:
Gaya listrik dibagi F adalah 0,07 N
Kuat pada medan listrik yang ada : E adalah 2x 10–2 NC–1 dan hasilnya 0,02 NC –1
Cara penyelesaian:
F adalah q E
q adalah F : E
0,07 N : 0,02 NC–1 adalah 3,5 C
Maka dari itu, besar dari muatan q yang dihasilkan adalah 3,5 Coulomb.
Contoh soal listrik statis beserta jawabannya Nomor 4
Ada sebuah titik dengan muatan q berada di titik Y. Titik Y sendiri berada persis di medan listrik dengan muatan positif sehingga gaya yang dimiliki adalah 0,03 N.
Jika muatan yang dimiliki adalah +5xl0–6 Coulomb, maka berapa kira-kira besar dari medan listrik yang ada di titik Y?
Gaya listrik atau F adalah 0,03 N
Muatan listrik atau q yang ada adalah +5xl0–6C
Hasilnya 0,000005 C
Pembahasan:
E adalah F / q
E adalah 0,03 N dibagi 0,000005C
E menghasilkan 6.000 N/C
E adalah 6×103 NC-1
Maka dari itu, besar dari medan listrik yang ada pada titik Y diketahui adalah 6×103 NC-1.
Contoh soal listrik statis beserta jawabannya nomor 5
Ada dua buah muatan listrik, yang satu adalah 12μC, satunya lagi 3 μC. Dua muatan listrik ini ada di minyak dengan jarak 6 cm.
Apabila tetapan dielektrikum yang ada di minyak nilainya adalah 2,5, maka berapakah besaran gaya tolak menolak di antara muatan?
Pembahasan :
q1 diketahui adalah 12 x 10-6 C
q2 diketahui adalah 3 x 10-6 C
r diketahui adalah 6 x10 -2 m
εr diketahui bernilai 2,5
Maka cara menghitungnya adalah:
Diketahui hasil dari F adalah 36
Maka gaya tolak menolak yang terjadi di antara kedua muatan dari hasil hitungan adalah 36 N
Sudahkah kamu paham dengan contoh soal listrik statis beserta jawabannya? Ataukah masih ada yang dibingungkan?
Memang memahami soal listrik statis dan jawabannya tidak bisa langsung seketika bisa. Kamu perlu banyak belajar dengan rutin.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: