ULIMORANGKIR

Nama Sekolah

Tahun Pelajaran

Semester

Kelas

Materi ajar

Pilihan Berganda

Soal : 1

Jika muatan +q₁ = 10 µC, +q₂ = 20 µC, dan +q₃ terpisah seperti gambar di bawah ini.

Agar gaya coulomb yang bekerja di muatan q₂ = nol, muatan q₃ adalah ........ µC.

A. + 2,5

B. - 2,5

C. + 25

D. - 25

E. + 4

Pembahasan :

Perhatikan gambar penyelesaian soal di bawah ini,

Dari gambar di atas ada 2 gaya yang bekerja pada benda kedua. F₂ = – F₁₂ + F₂₃Karena F₂ = 0, maka :

0 = – F₁₂ + F₂₃

F₁₂ = F₂₃

Kunci : A

Soal : 2

Pada gambar di bawah ini,

muatan di A = - 20 µC, di B = + 60 µC dan di C = - 80 µC. Gaya coulomb pada A adalah .......... N.

A. 1,5

B. 2,5

C. 3,5

D. 4,0

E. 5,1

Pembahasan :

Tinjau F_AB :

Tinjau F_AC :

Maka resultan gaya F_AB ⊥ F_AC :

Kunci : A

Soal : 3

Tiga buah muatan membentuk sebuah segitiga siku-siku seperti gambar di bawah ini.

Besar gaya coulomb yang dirasakan muatan - 4 C adalah ....... x 10 ⁹ N

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

E. 6

Pembahasan :

Perhatikan gambar,

Kita hitung terlebih dahulu nilai x, menggunakan trigonometri.

Selanjutnya kita hitung gaya F₁ dan F₂ menggunakan gaya Coulomb.

Maka resultan gaya yang dialami muatan – 4,0 C.

Kunci : D

Soal : 4

Tiga buah muatan 4q, Q dan q terletak pada sumbu X masing-masing pada posisi 0, L/2 , dan L secara berurutan. Agar gaya coulomb pada q sama dengan nol, maka muatan Q harus sama dengan ……

A. – q

B. – 2q

C. – 4q

D. q/2

E. q/4

Pembahasan :

Perhatikan gambar penyelesaian di bawah ini,

Agar resultan gaya benda ke – 3 yang bermuatan q sama dengan nol (F₃ = 0).

Kunci : A

Soal : 5

Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan q = + 0,5 μC digantungkan pada seutas tali ringan yang massanya dapat diabaikan. Tepat disebelah kanan benda pada jarak 15 cm diletakkan muatan q’ = – 1,0 μC yang menyebabkan posisi benda menjauhi seperti pada gambar di bawah ini.

Maka tegangan pada tali adalah …

A. 0,2 N

B. 0,2√3 N

C. 0,4√2 N

D. 0,32 N

E. 0,2√2 N

Pembahasan :

Karena sistem dalam keadaan setimbang.

Tinjau sumbu – x :

Tinjau sumbu – y :

Kemudian kita bandingkan persamaan (1) dengan persamaan (2).

Kunci : E

Soal : 6

Dua bola ringan yang muatannya sama besar dan sejenis yakni Q, masing -masing digantung dengan tali yang panjangnya 50 cm.

Kedua bola saling menolak sehingga terpisah sejauh 60 cm. Jika massa tiap bola 1,2 gram, besar Q adalah .........

A. 0,1 μC

B. 0,3 μC

C. 0,6 μC

D. 0,8 μC

E. 1,0 μC

Pembahasan :

Dari gambar di atas, cos θ = 4/5 dan sin θ = 3/5. Sistem dalam keadaan setimbang.

Tinjau sumbu – y :

Tinjau sumbu – x :

Bandingan persamaan (2) dengan persamaan (1).

Kunci : B

Soal : 7

Perhatikan gambar berikut ini,

Resultan gaya F yang bekerja pada muatan +q pada gambar adalah ........

Pembahasan :

Perhatikan soal, tidak ada angka maka tolong lebih teliti.

Dengan menggunakan rumus penjumlahan vektor “cos”.BU : F_R² = F₁² + F₂² + 2F₁F₂ cos θ dan perhatikan gaya F₁₃ dan F₂₃ membentuk sudut 2θ. BU : F_R² = F₁² + F₂² + 2F₁F₂ cos θ dan perhatikan gaya F₁₃ dan F₂₃ membentuk sudut 2θ.

Maka resultan gaya dapat kita hitung,

Kunci : A

Soal : 8

Perhatikan gambar berikut ini,

Kuat medan listrik di titik P adalah .......

Pembahasan :

Perhatikan gambar penyelesaian dengan baik – baik, medan listrik statis termasuk besaran vektor. Sehingga penyelesaiannya harus menggunakan rumusan vektor.

Terlebih dahulu hitung panjang diagonal persegi AC = BD.

Kemudian kita lanjutkan dengan rumusan medan listrik, E :

Medan Listrik E_A = E_B = E_C = E_D memiliki kuat (besar) yang sama tetapi arahnya berbeda. Dari gambar terlihat E_B dan E_D saling meniadakan. Dan selanjutnya kita tinggal menganalisis Kuat Medan listrik E_A dan E_C.

Vektor medan listrik E_A dan E_C berimpit membentuk sudut θ = 0⁰ , sehingga penjumlahan vektor medan listrik statis.

Kunci : B

Soal : 9

Sebuah kubus memiliki rusuk-rusuk yang panjangnya a meter. Jika muatan +Q coulomb menempati tiap-tiap sudut kubus, maka potensial listrik di pusat kubus adalah ..........

Pembahasan :

Perhatikan gambar penyelesaian di bawah ini dengan baik,

Pahami jika potensial listrik statis termasuk besaran skalar.

Sedang jaraknya sama dengan setengah dari diagonal ruang yang terbentuk (a√3/2).

Maka total potensial di titik P :

Kunci : D

Soal : 10

Muatan Q = 2,5 x 10 ^{- 6} C ditempatkan pada titik pusat bidang x - y. Beda potensial V_A – V_B jika titik A pada koordinat (5, 0) cm dan titik B pada koordinat (0, 10) cm adalah ..

A. 120 kV

B. 180 kV

C. 225 kV

D. 250 kV

E. 300 kV

Pembahasan :

Perhatikan gambar penyelesaian di bawah ini,