LATIHAN FISIKA DASAR 2015LISTRIK STATIS 1. Ada empat buah muatan titik yaitu Q1, Q2, Q3 dan Q4. Jika Q1 menarik Q2, Q1 menolak Q3 dan Q3 menarik Q4 sedangkan Q4 bermuatan negatif, maka. . . . . . A. muatan Q2 positif dan muatan Q3 negatif B. muatan Q2 positif dan muatan Q3 positifC. muatan Q2 negatif dan muatan Q3 positif D. muatan Q2 negatif dan muatan Q3 negatifE. muatan Q1 positif dan muatan Q3 negatif 2. Dua buah bola bermuatan sama (2 mC) diletakkan terpisah sejauh 2 cm. Gaya yang dialami oleh muatan 1 mC yang diletakkan di tengah-tengah kedua muatan adalah .... (k = A. 0 B. 90 N C. 180 N D. 270 N E. 360 N 3. Sebuah partikel bermuatan listrik +2Q coulomb ditempatkan sepanjang sumbu x pada posisi x = 2 m dan partikel kedua bermuatan listrik Q coulomb ditempatkan pada x = 3 m. Di sepanjang sumbu x partikel uji bermuatan Q coulomb akan mengalami gaya listrik total nol pada posisi x sebesar .... ) m B. (5 + 32) m C. (852)m D. (5 32) m E. 0 m 4. 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- m C. 0 m D. 31m E. (3 + 8) m 35. Dua muatan masing-masing 8 mC dan 2 mC diletakkan pada sumbu x pada jarak 6 m satu sama lain. Muatan pertama terletak pada pusat koordinat. Agar sebuah muatan negatif tidak mengalami gaya sedikitpun, maka muatan ini harus diletakkan pada posisi .... A. x = 4 m B. x = 2 m C. x = 2 m D. x = 4 m E. x = 8 m 6. Dua buah bola identik yang masing-masing bermuatan q dan bermassa 0,1digantung dengan tali ringan yang panjangnya sama di tempat yang sama. Karena sejenis maka akan tolak-menolak sehingga terpisah pada jarak 1 m membentuk segitiga sama sisi. Besar muatan masing-masing (dalam mikro coulomb) adalah .... A. 0,33 B. 0,66 C. 3,3 D. 6,6 E. 33,0 3 gram y A x +q1 L2L xo Sebuah dipol listrik tampak seperti gambar di atas. Jika diketahui q = 1 C, L = 6 cm dan xo = 4 cm, maka besar dan arah dari medan listrik di titik A (k = 9 x 109 Nm2C2) adalah Disusun oleh Ainul Yaqin/G74080001 Tahun Akademik 2011/2012,Departemen Fisika IPB filetosi.wordpress.com Fisika Dasar II N/C dan arahnya ke atas N/C dan arahnya menajuhi muatan +q N/C dan arahnya ke bawah N/C dan arahnya ke bawah N/C dan arahnya menuju muatan q 8. Empat buah muatan, masing-masing 10 mC, 20 mC, 30 mC, dan 40 mC, ditempatkan pada empat titik sudut sebuah persegi panjang dengan sisi 60 cm, 80 cm. Potensial listrik pada titik tengah persegi panjang tersebut adalah .... A. 1800 kV B. 3600 kV C. 7200 kV D. 1440 kV E. 2880 kV 9. Pada setiap titik sudut segitiga sama sisi dengan sisimedan dan potensial listrik di pusat segitiga ini dengan k sebagai tetapan, berturut-turut 2 3 terdapat muatan positif q. Kuat kq dan 23kq C.kq dan 233kq D.0 dan 23kq E. 0 dan 22kq 310. Pada gambar di atas dua muatan titik q dan +2q terpisah sejauh a. Titik A berada a/2 a/2 x -q +2qtersebut dan titik B berada sejauh x dari muatan +2q. Agar potensial listrik di A sama dengan potensial di B maka nilai x kira-kira .... A. 0,20a B.0,38a C.0,52a D.0,64a E.0,78a A Bdi tengah-tengah garis penghubung kedua muatan Muatan Kontinu dan Hukum Gauss 1. Hitung medan listrik dan sebuah kawat yang sangat panjang (rapat muatan ) pada jarak z dari kawat, dengan menggunakan: (a) Hukum Coulomb (b)Hukum Gauss 2. Hitung medan listrik dan sebuah bola pejal (rapat muatan dan jari-jari R) pada jarak r dari pusat bola, dengan menggunakan: (a) Hukum Coulomb (b) Hukum Gauss Petunjuk: analisa untuk r < R dan r > R 3. Hitung medan listrik dan sebuah bola berongga (rapat muatan dan jari-jari R) pada jarak r dari pusat bola, dengan menggunakan: (a) Hukum Coulomb (b) Hukum Gauss Petunjuk: analisa untuk r < R dan r > R 4. Hitung potensial listrik pada soal no.1 , no. 2, dan no. 3. Disusun oleh Ainul Yaqin/G74080001 Tahun Akademik 2011/2012,Departemen Fisika IPB filetosi.wordpress.com Fisika Dasar II1. Dua pelat konduktor sejajar terpisah sejauh d diletakkan dalam ruang hampa dan disambungkan ke suatu sumber listrik dengan beda potensial sebesar V. Sebuah ion bermuatan 3 satuan elementer berawal dari salah satu pelat dan mengalami percepatan ke pelat yang lain. Energi kinetik akhir dari ion tadi adalah .... A. eV/3 D. 3eV B. 2eV/3 E. 3deV 2. Dua pelat logam besar dengan luas 1 m2antara keduanya 5 cm dan keduanya membawa muatan yang sama tetapi berlainan jenis pada kedua permukaannya. Jika medan listrik antara kedua pelat 55 N/C, muatan pada saling berhadapan satu dengan yang lain. Jarak C D. 4,9 x 1010 C E. 4,9 x 108 C C 3. Sebuah kapasitor keping sejajar yang tebalnya d mempunyai kapasitas Co. Ke dalam kapasitor ini dimasukkan dua bahan dielektrik yang masing-masing tebalnya d/2 dengan konstanta dielektrik k1 dan k2, sehingga kapasitasnya menjadi .... 4. Kapasitor C1 = 1 mF, C2 = 2 mF, dan C3 = 3 mF dihubungkan paralel dan diberi tegangan total V volt. Pernyataan berikut yang benar adalah .... (1) pada masing-masing kapasitor akan bekerja tegangan listrik 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 mF 5. Suatu rangkaian seri dua kapasitor yang masing-masing berkapasitas 2 mF dan 4 mF dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 120 V. Pernyataan-pernyataan berikut ini (1) muatan pada kapasitor 2 mF adalah 160 mC (2) tegangan pada kapasitor 4 mF adalah 30 V (3) muatan total pada rangkaian kapasitor ini adalah 160 mC (4) kapasitas pengganti kapasitor adalah 2mF 3Besar energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor 5 mF adalah .... A. 9,0 mJ D. 18,0 mJ B. 12,0 mJ E. 22,5 mJ Disusun oleh Ainul Yaqin/G74080001 Tahun Akademik 2011/2012,Departemen Fisika IPB filetosi.wordpress.com Fisika Dasar II7. Dua keping sejajar dan jaraknya 0,5 cm satu sama lain diberi muatan listrik yang berlawanan hingga beda potensialnya 10 kV. Jika sebuah elektron (-e = -1,6.10-19C) diletakkan di tengah-tengah diantara kedua keping tersebut, maka besar dan arah gaya Coulomb yang bekerja pada elektron adala . . . -e + 0,5 cm - 8. Jika nilai masing-masing kapasitor pada rangkaian pada gambar di bawah ini adalah C, maka besarnya kapasitansi ekuivalen untuk kutub-kutub ac dan ad, berturut-turut adalah a b A. 11/4 C dan 3 C B. 11/4 C dan 1/3 C C. 4/11 C dan 3 C D. 4/11 C dan 1/3C E. 11/4 C dan 4/11 C 9. Tiga buah kapasitor besarnya masing-masing 1mF, 2mF dan 3mF dihubungkan seri dan diberi tegangan 1 Volt. Maka . . . . . 1. masing-masing kapasitor akan memiliki muatan listrik yang sama banyak 2. kapasitor yang besarnya 1mF memiliki energi listrik terbanyak 3. pada kapasitor 3mF bekerja tegangan terkecil 4. ketiga kapasitor bersama-sama membentuk sebuah kapasitor ekivalen dengan muatan tersimpan sebesar 6/11 mC 1. Hitung kapasitas pengganti rangkaian berikut ini C1 = C2 = C12 = 12 C1 C4 C7 C10 mF C2 C6 C9 C11 C3 C5 C8 C12 2. Pada rangkaian kapasitor di bawah ini C1 = 4Bidang I diberi muatan 400 kapasitor berturut-turut adalah 2 mm, 2 mm, 4 mm dan 8 mm. Hitunglah : potensial masing-masing keping dan kuat medan listrik antara keping-keping kapasitor. , C2 = 6mF, C3 = 12mFmF dan C4 = 2mF. , bidang VIII dibumikan dan jarak antara 2 keping mCmC C1 C2 C3 C4 I II III IV V VI VII VIII Disusun oleh Ainul Yaqin/G74080001 Tahun Akademik 2011/2012,Departemen Fisika IPB filetosi.wordpress.com Fisika Dasar II Yang perlu diperhatikan pada soal ini adalah : Keping yang dibumikan potensialnya nol (bumi kita ambil sebagai acuan) Keping-keping yang dihubungkan dengan kawat mempunyai potensial sama Semua keeping bermuatan sama q = 400mC karena dihubungkan seri dan 12mFmasing-masing diberi muatan oleh sebuah baterai 6 volt. Setelah baterai dilepas, kedua kapsitor dihubungkan. Berapa muatan akhir tiap kapasitor? 8 mF A1 B1 + - A2 B2 4. Sebuah kapasitor plat-paralel menggunakan 3 bahan dielektrik, seperti pada gambar. Asumsika l >> d. Besar kapasitasitansi jika luas plat A, jarak kedua plat d serta konstanta dielektrik masing-masing, 1, - + 12mF