Pada pertemuan hari ini kita akan mempelajari tentang latihan soal listrik statis beserta pembahasannya. Kami kumpulkan beberapa contoh soal listrik statis di bawah ini untuk latihan soal.
Sekilas tentang Listrik Statis
Listrik Statis merupakan kumpulan muatan listrik dalam jumlah yang tetap (statis). Listrik statis dikenal juga sebagai listrik yang diam.
Muatan listrik akan terus ada hingga benda kehilangan muatan listrik tersebut dengan cara sebuah arus melepaskan muatan listrik. Muatan listrik bisa berupa muatan listrik positif atau negatif.
Untuk lebih lengkapnya, silakan baca di Listrik Statis.
Contoh Soal Listrik Statis dan Jawabannya
Agar anda bisa lebih lancar dalam menyelesaikan soal listrik statis, mari langsung saja kita bahas beberapa contoh soal listrik statis beserta jawaban dan pembahasannya di bawah ini.
1. Titik X berada dalam medan listrik. Kuat medan listrik di titik X = 0,7 NC-1. Apabila di titik X diletakkan benda bermuatan listrik 0,35 C, maka berapakah gaya Coulomb yang bekerja pada benda tersebut ?
E = 0,7 NC-1
q = 0,35 C
Penyelesaian
F = q E
F = (0,35 C)(0,7 NC-1)
F = 0,245 N
Jadi gaya Coulomb yang bekerja pada benda tersebut adalah 0,245 N.
2. Diketahui 2 buah muatan masing-masing sebesar 8,1 C dan 10 C terpisah dengan jarak 9 m. Misal k = 9 × 109 Nm2 C–2 , Hitunglah besar gaya Coulomb yang terjadi pada kedua muatan !
q1 = 8,1 C
q2 = 10 C
Jarak antara muatan: r = 9m.
Konstanta Coulomb (k) = 9 × 109 Nm2 C–2
Penyelesaian:
F = k . q1 q2 /r2
F = (9 × 109 Nm2 C–2 ).(8,1 C) (10 C) / (9m)2
F = (9 × 109 Nm2 C–2 ).(81 C2) / (81m2)
F = 9 × 109 N
Jadi, besar gaya Coulomb yang terjadi pada kedua muatan adalah 9 × 109 N.
3. Diketahui q1, q2, dan q3 berada pada 1 garis seperti pada gambar berikut.
Besar ketiga muatan tersebut masing-masing adalah q1 = 20 μC, q2 = 40 μC, dan q3 = 5 μC. Jika d = 20 sentimeter dan Konstanta Coulomb (k) = 9 x 109 N m2 C-2, tentukan arah dan besar gaya listrik yang bekerja pada muatan q3!
q1 = 20 μC = 20 x 10-6 C
q2 = 40 μC = 40 x 10-6 C
q3 = 5 μC = 5 x 10-6 C
d = 20cm = 0,2m
Penyelesaian:
Ada 2 gaya yang bekerja pada q3, yaitu:
F1 ke arah kanan (q3 dan q1 bermuatan positif mengakibatkan F1 menjauhi q3 dan q1)
F2 ke arah kiri (q3 dan q2 bermuatan positif mengakibatkan F2 menjauhi q3 dan q2)
F1 = k . q1 q3 /d2
F1 = (9 x 109 N m2 C-2) . (20 x 10-6 C) (5 x 10-6 C) /(0,2m)2
F1 = (900 x 10-3 N m2) /(0,04m2)
F1 = (0,9 N m2) /(0,04m2)
F1 = 22,5 N
F2 = k . q2 q3 /(2d)2
F2 = (9 x 109 N m2 C-2) . (40 x 10-6 C) (5 x 10-6 C) /(0,4m)2
F2 = (1800 x 10-3 N m2) /(0,16m2)
F2 = (1,8 N m2) /(0,16m2)
F2 = 11,25 N
Resultan gaya :
ΣF = F1 – F2 = 22,5 N – 11,25 N = 11,25 N
Jadi, gaya listrik yang bekerja pada muatan q3 adalah 11,25N ke arah kanan atau arah q2.
4. Diketahui suatu titik bermuatan q terletak di titik X dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan positif mengalami gaya sebesar 0,07 N. Apabila besar kuat medan di titik X adalah 2 x 10 –2 NC –1, maka hitunglah besar muatan q!
Gaya listrik: F = 0,07 N
Kuat medan listrik: E = 2 x 10 –2 NC –1 = 0,02 NC –1
Penyelesaian
F = q E
q = F / E = 0,07 N / 0,02 NC –1 = 3,5 C
Jadi, besar muatan q adalah 3,5 Coulomb.
5. Sebuah titik bermuatan q terletak di titik Y dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan positif, mengalami gaya sebesar 0,03 N. Apabila diketahui muatan tersebut sebesar +5 × l0–6 Coulomb, tentukan besar medan listrik di titik Y tersebut.
Gaya listrik (F) = 0,03 N
Muatan listrik (q) = +5 × l0–6 C = 0,000005 C
E = F / q
E = 0,03 N / 0,000005 C
E = 6.000 N/C
E = 6 × 103 NC-1
Jadi, besar medan listrik di titik Y adalah 6 × 103 NC-1.
Itulah beberapa latihan soal listrik statis beserta jawaban dan pembahasannya kami kumpulkan agar anda bisa menggunakannya untuk melatih dan meningkatkan kemampuan anda dalam menyelesaikan persoalan listrik statis lainnya.
Sekian dari rumuspintar, selamat belajar.