Posted by Soal 1
Dua buah muatan titik +10μC dan -10 μC berada pada jarak 20 cm di udara. Besar gaya yang dialami oleh muatan +1μC yang terletak di tengah-tengah jarak antar kedua muatan tersebut yaitu ....
A. Nol
B. 4,5 N
C. 9,0 N
D. 18 N
E. 45 N
Pembahasan :
Karena muatan +1μC terletak di tengah-tengah dua muatan yang tidak sejenis, maka gaya coulomb yang dialami muatan +1μC oleh muatan +10μC searah dengan gaya coulomb oleh muatan -10μC.
melaluiataubersamaini demikian, gaya coulomb total yang dialami muatan +1μC yaitu gaya coulomb dari muatan +10μC ditambah gaya coulomb oleh muatan -10μC.
Sehingga berlaku :
⇒ F = F1 + F2
| ⇒ F = k | 10-6.10-5 | + k | 10-6.10-5 |
| (10-1)2 | (10-1)2 |
| ⇒ F = k | 10-11 | + k | 10-11 |
| 10-2 | 10-2 |
⇒ F = 2k.10-9
⇒ F = 2 (9 x 109).10-9
⇒ F = 18 N
Jawaban : D
Soal 2
Terdapat tiga muatan q1, q2, dan q3 yang berada pada satu garis dengan q2 berada di antara q1 dan q3. Jaraka antara q1 dan q2 yaitu a sedangkan jarak antara q2 dan q3 yaitu 0,5a. Muatan q1 dan q2 masing-masing +10μC, +20μC. Agar gaya coulomb yang dialami q2 sama dengan nol, maka besar muatan q3 yaitu ...
A. 2,5 μC
B. -2,5 μC
C. 25 μC
D. -25 μC
E. 4 μC
Pembahasan :
Gaya coulomb yang dialami oleh q2 sanggup bernilai nol bila gaya coulomb yang berasal dari muatan q1 sama dengan gaya coulomb yang didiberikan oleh muatan q3. melaluiataubersamaini kata lain gaya coulomb akhir q1 dan q3 saling meniadakan.
Karena muatan pertama dan muatan kedua positif, maka biar gaya coulombnya saling meniadakan (berlawanan arah), muatan ketiga harus positif.
melaluiataubersamaini demikian berlaku :
⇒ F21 = F23
| ⇒ k | q2 . q1 | = k | q2 . q3 |
| (R21)2 | (R23)2 |
| ⇒ | q1 | = | q3 |
| (R21)2 | (R23)2 |
| ⇒ | 10 | = | q3 |
| a2 | (0,5a)2 |
| ⇒ | 10 | = | q3 |
| a2 | 0,25a2 |
Jawaban : A
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Teori Relativitas Khusus.
Soal 3
Kuat medan listrik sejauh 4 cm dari suatu muatan titik q sama dengan 10 N/C. Kuat medan listrik sejauh 8 cm dari muatan titik 6q sama dengan ...
A. 20 N/C
B. 15 N/C
C. 12 N/C
D. 10 N/C
E. 6 N/C
Pembahasan :
Perbandingan berpengaruh medan listrik
| ⇒ | E1 | = | q1 . r22 |
| E2 | q2 . r12 |
| ⇒ | 10 | = | q .82 |
| E2 | 6q .42 |
| ⇒ | 10 | = | 4 |
| E2 | 6 |
⇒ E2 = 15 N/C
Jawaban : B
Soal 4
Kuat medan listrik di satu titik P yang ditimbulkan oleh sebuah muatan q di titik asal O ...
(1) Arahnya menjauhi q bila q positif, menuju q bila q negatif
(2) Berbanding pribadi dengan q
(3) Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak OP
(4) Arahnya sama dengan gaya Coulomb pada muatan q' di P bila q faktual dan berlawanan dengan gaya coulomb tersebut bila q negatif.
Pembahasan :
Jika muatan q positif, maka arah garis medan ke luar menjauhi muatan q (ke luar). Sebaliknya bila q bernilai negatif, maka arah garis medan listrik menuju muatan q (ke dalam).
Kuat medan listrik di suatu titik P yang berjarak r dari muatan q berbanding lurus dengan muatan q dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Secara matematis ditulis sebagai diberikut:
| E = k | q |
| r2 |
melaluiataubersamaini :
E = berpengaruh medan listrik
k = tetapan
q = muatan
r = jarak titik ke muatan
Arah berpengaruh medan listriknya selalu sama dengan arah gaya Coulomb terhadap muatan q' sebagai muatan uji. Jadi, opsi yang benar yaitu 1, 2, dan 3.
Jawaban : A
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Energi dan Daya Listrik.
Soal 5
Sepotong pecahan beling bermassa 5 mg bermuatan 2 μC. Kuat medan listrik yang diharapkan untuk menahan biar potongan keca tersebut sanggup terapung di udara yaitu ...
A. 10 V/m
B. 1,8 V/m
C. 25 V/m
D. 100 V/m
E. 19,5 V/m
Pembahasan :
Agar potongan beling terapung di udara, maka:
⇒ Gaya berat = gaya listrik
⇒ W = Fc
⇒ m.g = q.E
⇒ (5 x 10-6)(10) = (2 x 10-6) E
⇒ E = 50/2
⇒ E = 25 V/m
Jawaban : C
Soal 6
Potensial listrik sejauh 4 cm dari muatan titik q sama dengan 10 V. Potensial listrik sejauh R dari muatan titik 5q sama dengan 20V. Nilai R sama dengan ...
A. 20 cm
B. 15 cm
C. 12 cm
D. 10 cm
E. 6 cm
Pembahasan :
Dik : r1 = 4 cm, r2 = R, q1 = q, q2 = 5q, V1 = 10V, V2 = 20 V
Perbandingan potensial listrik :
| ⇒ | V1 | = | k.q1/r1 |
| V2 | k.q2/r2 |
| ⇒ | 10 | = | q/4 |
| 20 | 5q/R |
| ⇒ | 1 | = | R |
| 2 | 5.4 |
Jawaban : D
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Getaran dan Gelombang.
Soal 7
Pada setiap titik sudut sebuah segitiga sama sisi dengan sisi 2√3 cm terdapat muatan faktual q. Kuat medan dan potensial listrik di sentra segitiga tersebut, dengan k sebagai tetapan berturut-turut yaitu ...
A. ½ kq dan 0
B. ½ kq dan 3/2 kq
C. 2/3 kq dan 3/2 kq
D. 0 dan 3/2 kq
E. 0 dan 2/3 kq
Pembahasan :
Perhatikan gambar di bawah ini!
Dari gambar kita peroleh:
⇒ r = 2/3 tinggi segitiga
⇒ r = 2/3 (2√3 sin 60)
⇒ r = 2/3 (2√3.1/2√3)
⇒ r = 2
Karena besar muatan sama dan segitiga sama sisi, maka medan listrik dari masing-masing muatan membentuk sudut yang sama dan saling meniadakan, sehingga:
⇒ Eo = E1 + E2 + E3
⇒ Eo = 0
Potensial listrik ialah bemasukan skalar dan alasannya yaitu muatannya sama besar, maka:
⇒ Vo = V1 + V2 + V3
⇒ Vo = kq/r + kq/r + kq/r
⇒ Vo = 3kq/r
⇒ Vo = 3kq/2
⇒ Vo = 3/2 kq
Jawaban : D
Soal 8
Dua buah muatan masing-masing 8 μC dan 2 μC diletakkan pada sumbu x pada jarak 6 m satu sama lain. Muatan pertama terletak pada sentra 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
Pembahasan :
Misalkan qA = 8 μC dan qB = 2 μC
Agar resultan gaya coulomb yang dialami oleh muatan negatif sama dengan nol (tidak mengalami gaya sama sekali), maka arah gaya coulomb dari muatan 8 μC harus berlawanan arah dengan gaya coulomb dari muatan 2 μC dengan besar yang sama sehingga saling meniadakan.
Karena kedua muatan 8 μC dan 2 μC positif, maka muatan negatif harus diletakkan di antara kedua muatan tersebut sehingga gayanya saling berlawanan menyerupai pada gambar diberikut:
Sehingga berlaku :
⇒ F = FA - FB
⇒ 0 = FA - FB
⇒ FA = FB
| ⇒ k | q.qA | = k | q.qB |
| RA2 | RB2 |
| ⇒ | RB2 | = | 2 μC |
| RA2 | 8 μC |
| ⇒ | RB2 | = | 1 |
| RA2 | 4 |
⇒ RB = ½ RA
Karena kita misalkan RB = 6 - x, dan RA = x, maka:
⇒ RB = ½ RA
⇒ 6 - x = ½x
⇒ 6 = ½x + x
⇒ 6 = 3/2 x
⇒ x = 12/3
⇒ x = 4 m sebelah kanan muatan 8 μC.
Jawaban : D
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Termodinamika.
Soal 9
Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan listrik +20 μC dan +45 μC terpisah oleh jarak 15 cm. Jika C yaitu titik yang terletak di antara A dan B, sedemikian sehingga medan di C sama dengan nol, maka letak titik C dari partikel A yaitu ...
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 4 cm
D. 6 cm
E. 9 cm
Pembahasan :
Dik : qA = +20 μC, qB = +45 μC, dan R = 15 cm
Karena kedua muatan A dan B bernilai positif, maka muatan C sanggup diletakkan di antara kedua muatan tersebut sehingga arah medan listrik yang dihasilkan oleh A dan B berlawanan arah.
Agar sama dengan nol, maka
⇒ EA = EB
| ⇒ k | qA | = k | qB |
| RA2 | RB2 |
| ⇒ | 20 | = | 45 |
| x2 | (15 - x)2 |
| ⇒ | 20 | = | 45 |
| x2 | 225 - 30x + x2 |
⇒ 45x2 = 4500 - 600x + 20x2
⇒ 25x2 = 4500 - 600x
⇒ 25x2 + 600x - 4500 = 0
⇒ x2 + 24x - 180 = 0
⇒ (x + 30)(x - 6) = 0
⇒ x = -30 atau x = 6
Jadi, letak titik C dari partikel A yaitu 6 cm.
Jawaban : D
Soal 10
Empat buah muatan diletakkan di setiap sudut persegi yang panjang sisinya 10√2 cm. Jika O yaitu titik perpotongan diagonal, maka berpengaruh medan listrik di titik O yaitu ...
A. 9 x 106 N/C
B. 9√2 x 106 N/C
C. 18 x 106 N/C
D. 18√2 x 106 N/C
E. 36√2 x 106 N/C
Pembahasan :
Karena jarak dan besar muatan sama, maka medan listrik di titik O sanggup digambarkan menyerupai diberikut:
Kuat medan listrik:
| ⇒ E = k | q |
| r2 |
| ⇒ E = (9 x 109) | (10-5) |
| (0,1)2 |
Kuat medan listrik di titik O:
⇒ Eo = √(2E)2 + (2E)2
⇒ Eo = 2E √2
⇒ Eo = 2E √2
⇒ Eo = 2(9 x 106) √2
⇒ Eo = 18√2 x 106 N/C
Jawaban : D
Emoticon