BANK SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS

A. Soal Latihan

Latihan 1
Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm2/C2, 1 mikro Coulomb = 10⁻⁶ C)

Jawab = 36 N

Latihan 2
Muatan listrik P = +10 mikro Coulomb dan muatan listrik Q = +20 mikro Coulomb terpisah seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah…

Jawab : 125 N

B. Soal Evaluasi

Soal 1
Perhatikan gambar muatan listrik berikut!

Gaya listrik yang dialami muatan q_B adaiah 8 N (1µC = 10^-6 C) dan (k = 9 x 10⁹ Nm²/C²). Jika muatan q_B menjadi 4 cm dari A, maka gaya listrik yang dialami q_B sekarang adalah
A. 2 N                   D. 8 N
B. 4N                    E. 10 N
C. 6 N

Soal 2
Muatan Q₁ = -5e dan muatan Q2 = +3e berada di udara (e = 1,6 x 10^-19 Coulomb)dan terpisah pada jarak 100 cm satu sama lain.

Agar resultan gaya listrik pada Q₁ sama dengan nol, maka muatan Q3= +12e harus diletakkan pada jarak
A. 200 cm di sebelah kanan Q₁
B. 100 cm di sebelah kiri Q₁
C. 150 cm di sebelah kiri Q₁
D. 200 cm di sebelah kiri Q₁
E. 50 cm dari Qi di antara Q₁ dan Q2

Soal 3
Kapasitansi dari kapasitor keping sejajar akan bergantung pada:

1. Cacah muatan listriknya.
2. Luas permukaan keping.
3. Beda potensial kedua keping.
4. Jarak antara kedua keping. Pernyataan yang benar adalah

A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4)
E. (1), (2), (3), dan (4)

Soal 4
Sistem tiga muatan listrik dalam hampa seperti gambar di bawah, q, = +16.10^-9C dan q₂=-9.10^-9C. Diketahui bahwa muatan q₂ dalam keadaan seimbang.Tenaga potensial elektrostatik muatan q₃ dalam satuan 10^-7J adalah…

A. -96
B. -89
C. -76
D. -66
E. -58

Soal 5 (UMB 2009)
Sebuah rangkaian yang mempunyai kapasitor 15C pF dipasang melintasi satu baterai. Diinginkan agar besar energi yang tersimpan tiga kali lipat dengan menambah satu kapasitor lagi. Besar kapasitansi kapasitor kedua dan susunan rangkai­annya adalah
A. 300 pF disusun paralel
B. 350 pF disusun paralel
C. 400 pF disusun seri
D. 450 pF disusun seri
E. 500 pF disusun seri

Soal 6 (UN 2013)
Dua buah muatan listrik terpisah seperti gambar.

Titik C berada di antara kedua muatan berjarak 10 cm dari A. Jika q_A pC, qB = -4 pC (1 p = 10^-6) dan k = 9 x 10⁹ Nm²/C², maka besar kuat medan listrik di titik C karena pengaruh kedua muatan adalah
A. 9 x 10⁵ N/C
B. 18x 10⁵ N/C
C. 27x 10⁵ N/C
D. 36x 10⁵ N/C
E. 45 x 10⁵ N/C

Soal 7 (UN 2013)
Dari gambar muatan berikut, yang menunjukkan garis-garis gaya pada dua muatan saling ber­dekatan adalah

Soal 8 (UN 2012)
Perhatikan gambar dua muatan titik berikut!

Di mana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol? (k= 9 x 10⁹Nm².C²,1 pC= 10⁶C)
A. tepat di tengah q, dan q₂
B. 6 cm di kanan q2
C. 6 cm di kiri q_i
D. 2 cm di kanan q2
E. 2 cm dikiri q₁

Soal 9 (UN 2012)
Tiga buah muatan disusun seperti’pada gambar di bawah ini.

Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar… (k = 9 x 10⁹ Nm² )
A. 9x 10¹ N ke muatan C
B. 9 x 10¹ N ke muatan A
C. 18x 10¹ N ke muatan C
D. 18 x 10¹ N ke muatan A
E. 36x 10¹ N ke muatan C

Soal 10 (UN 2011)
Perhatikan gambar di bawah.

Ketiga muatan listrik q₁, q, dan q₂ adalah segaris. Bila q = 5,0 pC dan d = 30 cm, maka besar dan arch gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah (k = 9 x 10⁹ Nm²/C²)
A. 7,5 N menuju q₁
B. 7,5 N menuju q₂
C. 15 N menuju q₁
D. 22,5 N menuju q₁
E. 22,5 N menuju q2

Soal 11 (UN 2011)
Dua partikel masing-masing bermuatan: qA = 1 pC dan q_B = 4 pC diletakkan terpisah sejauh 4 cm (k = 9 x 10⁹ Nm²/C²). Besar kuat medan listrik di tengah-tengah q_A dan q_B adalah
A. 6,75 x 10′ N/C
B. 4,50x 10⁷ N/C
C. 4,20 x 10⁷ N/C
D. 3,60 x 10′ N/C
E. 2,25 x 10′ N/C

Soal 12 (UN 2010)
Tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar berikut.

Resultan gaya yang bekerja pada muatan +q adalah F,. Jika muatan -2q digeser menjauhi muatan +q sejauh a, maka resultan gaya yang bekerja pada muatan +q menjadi F2. Nilai perbandingan F, dengan F2 adalah
A. 2 : 5
B. 5 : 2
C. 5 : 8
D. 8 : 1
E. 8 : 5

Soal 13 (UN 2008)
Muatan listrik +q1 = 10 µC ; +q₂ = 20 µC; dan q3 terpisah seperti pada gambar di udara. Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ = nol, maka muatan q₃ adalah

A. +2,5 pC
B. —2,5 pC
C.+25 pC
D. —25 pC
E. +4 pC

Soal 14 (UN 2010)
Titik A terletak di tengah-tengah dua Benda muatan yang sama besar, tetapi berlainan jenis yang terpisah sejauh a. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 NC’. Jika titik A tersebut digeser a mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik titik A setelah digeser menjadi
A. 4 N/C
B. 16 N/C
C. 32 N/C
D. 40 N/C
E. 80 N/C

Soal 15 (UN 2009)
Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika sebuah muatan +Q terletak di antara A dan B, di manakah muatan +Q harus diletakkan, sehingga gaya Coulomb yang dialaminya nol?
A. 3 cm dari muatan B
B. 4 cm dari muatan B
C. 5 cm dari muatan B
D. 3 cm dari muatan A
E. 6 cm dari muatan A

Soal 16 (UN 2009)
Tiga muatan listrik disusun seperti gambar.

Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektro­statik muatan Q, dan Q2, maka nilai x adalah
A. 4 cm
B. 5 cm
C. 6 cm
D. 7 cm
E. 8 cm

Soal 17 (UN 2008)
Muatan listrik +q1 = 10µC; +q₂ = 20µC; dan q₃ terpisah seperti pada gambar di udara.

Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ = nol, maka muatan q₃ adalah
A. +2,5 pC
B. —2,5 pC
C. +25 pC
D. —25 pC
E. +4 pC

Soal 18 (UN 2008)
Dua bermuatan masing-masing +q, dan +q_: berjarak 4 meter satu sama lain. Perbandingan q dan q₂ medan listriknya nol pada titik yang berjarak 1 meter dari q, adalah
A. 1 : 3
B. 1 : 5
C. 1 : 9
D. 3: 1
E. 9 : 1

Soal 19
Perhatikan gambar!

Maka besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B adalah ….
A. 90 N ke C
B. 120 NkeC
C. 360 N ke C
D. 480 N ke C
E. 600 N ke A

Soal 20 (UN 2013)
Perhatikan gambar rangkaian kapasitor berikut!

Energi yang tersimpan dalam rangkaian adalah ….
A. 576 Joule
B. 288 Joule
C. 144 Joule
D. 72 Joule
E. 48 Joule

Soal 21 (UN 2012)
Gambar berikut menunjukkan dua kapasitor keping sejajar I dan II.

Perbandingan kapasitas kapasitor keping sejajar I dan II adalah ….
A. 1 : 6
B. 1 : 1
C. 2 : 3
D. 3 : 2
E. 6 : 1

Soal 22 (UN 2010)
Perhatikan faktor-faktor berikut!

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

Yang memengaruhi besarnya kapasitas kapasi-tor keping sejajar jika diberi muatan adalah
A. (1) dan (2) saja
B. (3) dan (4) saja
C. (1), (2), dan (3)
D. (1), (2), dan (4)
E. (1), (3), dan (4)

Soal 23 (UN 2008)
Kapasitor X, Y, dan Z dirangkai seperti pada gambar! Bila saklar S ditutup selama 5 sekon, energi listrik yang tersimpan pada kapasitor Z adalah
A. 144 Joule
B. 720 Joule
C. 864 Joule
D. 456 Joule
E. 320 Joule

Soal 24

Untuk memindahkan muatan 0,02 C dari titik_, berpotensial 60 V ke titik berpotensial 35 V diperlukan usaha sebesar
A. 0,05 J
B. 0,50 J
C. 5,0 J
D. 50 J
E. 500 J

Soal 25
Perhatikan data berikut!

Dari data di atas, kapasitor yang mempunyai kapasitas kapasitor terbesar adalah
A. C1
B. C2
C. C3
D. C4
E. C5