Menu

Contoh Soal Pilihan Ganda Listrik Statis dan Pembahasannya

0 Comment

Listrik statis adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah tertentu yang tetap (statis), ketidakseimbangan muatan listrik di dalam atau permukaan benda. Muatan listrik akan tetap ada sampai benda kehilangan dengan cara sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik.

Listrik statis adalah ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda. Muatan listrik tetap ada sampai benda kehilangannya dengan cara sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik. Listrik statis kontras dengan arus listrik, yang mengalir melalui kabel atau konduktor lainnya dan mentransmisikan listrik.

Sebuah muatan listrik statis dibuat setiap kali dua permukaan terhubung dan terpisah, dan setidaknya salah satu permukaan memiliki resistensi yang tinggi terhadap arus listrik (dan karena itu adalah isolator listrik). Efek listrik statis yang akrab bagi kebanyakan orang karena orang dapat merasakan, mendengar, dan bahkan melihat percikan sebagai kelebihan muatan dinetralkan ketika dibawa dekat dengan konduktor listrik yang besar (misalnya, dialirkan ke tanah (ground)).

Berikut ini adalah beberapa contoh soal mengenai listrik statis, dan sudah dilengkapi dengan pembahasannya. Semoga bermanfaat banyak buat teman-teman.

1. Dua buah muatan qA dan qB masing-masing besarnya +40 µC dan +40 µC. Keduanya terpisah sejauh 40 mm di udara. Besar dan arah gaya listrik kedua muatan tersebut adalah ….
A. 9 × 103 N
B. 10 × 103 N
C. 6,75 × 103 N
D. 6,75 × 10-3 N
E. 67,5 × 103 N

Jawaban: Untuk menjawab pertanyaan diatas sebaiknya kita gambarkan terlebih dahulu arah vektor gaya listrik diatas.

Selanjutnya 40 µC = 40 x 10-6 C
Jadi 40 µC = 4 x 10-5 C
Untuk 40 mm = 4 x 10-2 m

2. 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 μC
B.− 2,5 μC
C.+ 25 μC
D.− 25 μC
E.+ 4 μC

 

3. Duah buah muatan listrik masing-masing QA = 4 μC dan QB = 9 μC berada di udara pada jarak 20 cm, dimanakah letak sebuah muatan sehingga resultan gaya yang bekerja padanya sama dengan nol …

a. 8 cm
b. 45 cm
c. 31 cm
d. 2 cm
e. 9 cm

Pembahasan :
D1 : qA = 4 x 10 -6 C
qB = 9 x 10 -6 C
D2 : Letak sebuah muatan misal muatan C supaya resultan pada muatan = nol
D3 : Supaya muatan elektrostatis yang bekerja pada muatan C sama dengan nol maka :
FCA = FCB
k qA qB = k qB qC
r2 r2
4 x 10 -6 = 9 x 10 -6
x2 (20 – x) 2
x = 8 cm
jadi, letak muatan C terhadap muatan A adalah 8 cm di kiri A

4. Sebuah elektron dengan massa 9,11 × 10−31 kg dan muatan listrik − 1,6 × 10−19 C, lepas dari katode menuju ke anode yang jaraknya 2 cm. Jika kecepatan awal elektron 0 dan beda potensial antara anode dan katode 200 V, maka elektron akan sampai di anode dengan kecepatan….
A. 2,3 × 105 m/s
B. 8,4 × 106 m/s
C. 2,3 × 107 m/s
D. 3 × 107 m/s
E. 2,4 × 108 m/s

Pembahasan :
D1 : me = 9,11 × 10−31 kg
Qe = − 1,6 × 10−19 C
ν1 = 0 m/s
ΔV = 200 volt
D2 : ν2 = ……. !?
D3 : Dengan hukum kekekalan energi mekanik, energi mekanik elektron saat di anode sama dengan energi mekanik saat di katode: