Exemple de întrebări despre electricitatea statică

20 Contoh soal listrik statis

Forță electrică

1. Titik A terletak dalam câmp electric. Kuat medan listrik di titik A= 0,5 NC^-1. Jika di titik A diletakkan benda bermuatan listrik 0,25 C, maka pada benda tersebut bekerja Gaya Coulomb sebesar …

A. 0,125 N

B. 0,25 N

C. 0,35 N

D. 0,40 N

E. 0,70 N

Pembahasan

Se știe că:

Kuat medan listrik di titik A = 0,5 NC^-1

Muatan listrik di titik A = 0,25 C

Întrebat: Gaya Coulomb yang bekerja pada benda bermuatan listrik

Jawab:

Rumus yang menyatakan hubungan antara gaya listrik (F), medan listrik (E) dan muatan listrik (q) adalah :

F = q E

F = (0,25 °C)(0,5 NC)^-1)

F = 0,125 N

Răspunsul corect este A.

2. Dua buah muatan masing-masing 5 C dan 4 C berjarak 3 m satu sama lain. Jika diketahui k = 9 × 10⁹ Nm² C^-2 , maka besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah …

A. 2 × 10⁹ N

B. 60 × 10⁹ N

C. 2 × 10¹⁰ N

D. 6 × 10¹⁰ N

E. 20 × 10¹⁰ N

Pembahasan

Se știe că:

Muatan 1 (q₁) = 5°C

Muatan 2 (q₂) = 4°C

Jarak antara muatan 1 dan 2 (r) = 3 meter.

Konstanta Coulomb (k) = 9 × 10⁹ Nm² C^-2

Întrebat: Besar gaya Coulomb (F)

Jawab:

Răspunsul corect este C.

3. Muatan listrik +q₁ = 10 μC ; +q₂ = 20 μC ; dan q₃ terpisah seperti pada gambar di bawah. Agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ = nol ; maka muatan q₃ este…

A. +2,5 μC

B. –2,5 μC

C. +25 μC

D. –25 μC

E. +4 μC

Pembahasan

Se știe că:

Muatan 1 (q₁) = 10 μC = 10 x 10^-6 C

Muatan 2 (q₂) = 20 μC = 20 x 10^-6 C

Întrebat: Berapa muatan q₃ agar gaya Coulomb yang bekerja di muatan q₂ sama dengan nol (F₂ = 0).

Jawab:

Ada dua gaya yang bekerja pada +q₂.

Gaya pertama adalah gaya tolak antara muatan +q₁ dan muatan +q₂ yakni F₁₂ yang arahnya ke kanan.

Agar resultan gaya listrik yang bekerja pada q₂ sama dengan nol maka q₃ harus bermuatan negatif. Jadi gaya kedua adalah gaya tarik antara muatan +q₂ dan -q₃ yakni F₂₃ yang arahnya ke kiri. Kedua gaya ini bekerja pada q₂, mempunyai besar yang sama tetapi arahnya berlawanan.

Resultan gaya pada +q₂ sama dengan nol.

Răspunsul corect este B.

4. Titik A dan B masing-masing bermuatan listrik −10 μC dan +40 μC. Mula-mula kedua muatan diletakkan terpisah 0,5 meter sehingga timbul gaya Coulomb F Newton. Jika jarak A dan B diubah menjadi 1,5 meter, maka gaya Coulomb yang timbul adalah….

A. ¹/₉ F

B. ¹/₃ F

C. ³/₂ F

D. 3 F

E. 9 F

Pembahasan

Bandingkan pembahasan soal nomor 9.

Jarak A dan B diubah menjadi 1,5 meter atau 3 kali jarak mula-mula.

Gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak :

Gaya Coulomb yang timbul adalah 1/9 F.

Răspunsul corect este A.

5. Sistem dengan 3 muatan bebas sama besar diletakkan sehingga seimbang seperti gambar. Jika Q₃ digeser 1/3 x mendekati Q₂, maka perbandingan besar gaya Coulomb F₂ : F₁ menjadi….

A. 1:3

B. 2:3

C. 3: 4

D. 9:1

E. 9:4

Pembahasan

Este cunoscut :

Jarak antara q₁ și q₂ =x

Jarak antara q₂ și q₃ = 2/3 x

Întrebat : F₂ : F₁ = …. ?

Jawab :

Rumus hukum Coulomb :

Keterangan : k = konstanta, q₁ = muatan 1, q₂ = muatan 2, r = jarak antara muatan 1 dan muatan 2

Perbandingan besar gaya Coulomb

q₁, ce₂ și q₃ sama besar sehingga dilenyapkan dari persamaan. k dan x² juga sama besar dan berada di ruas kiri dan kanan sehingga dilenyapkan dari persamaan.

Răspunsul corect este E.

6. Perhatikan gambar di bawah. Ketiga muatan listrik q₁, q, dan q₂ adalah segaris. Bila q = 5,0 μC dan d = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah… (k = 9 x 10⁹ N m² C^-2)

A. 7,5 N menuju q₁

B. 7,5 N menuju q₂

C. 15 N menuju q₁

D. 22,5 N menuju q₁

E. 22,5 N menuju q₂

Pembahasan

Se știe că:

Muatan 1 (q₁) = 30 μC = 30 x 10^-6 C

Muatan 2 (q₂) = 60 μC = 60 x 10^-6 C

Muatan 3 (q) = 5 μC = 5 x 10^-6 C

Jarak antara q₁ dan q = d

Jarak antara q₂ dan q = 2d

d = 30 cm = 0,3 meter

d² = (0,3)² = 0,09

Constanta lui Coulomb (k) = 9 x 10⁹ N m² C^-2

Întrebat: Besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan listrik

Jawab:

Ada dua gaya yang bekerja pada q yakni F₁ arahnya ke kanan (q dan q₁ bermuatan positif sehingga F₁ menjauhi q dan q₁) dan F₂ arahnya ke kiri (q dan q₂ bermuatan positif sehingga F₂ menjauhi q dan q₂). Terlebih dahulu hitung F₁ și F₂.

Resultan gaya :

ΣF = 15 – 7,5 = 7,5

Resultan gaya adalah 7,5 Newton. Arahnya sama dengan F₁ yakni ke kanan menuju q₂.

Răspunsul corect este B.

Câmp electric

7. Sebuah titik bermuatan q berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (+) sehingga mengalami gaya sebesar 0,05 N dalam arah menuju muatan tersebut. Jika kuat medan di titik P besarnya 2 x 10 ^-2 NC ^-1, maka besar dan jenis muatan yang menimbulkan medan adalah …

A. 5,0 C, positif

B. 5,0 C, negatif

C. 3,0 C, positif

D. 2,5 C, negatif

E. 2,5 C, positif

Pembahasan

Se știe că:

Gaya listrik (F) = 0,05 N

Kuat medan listrik (E) = 2 x 10 ^-2 NC ^-1 = 0,02 NC ^-1

Întrebat: Besar dan jenis muatan yang menimbulkan medan

Jawab:

Muatan listrik dihitung menggunakan rumus yang menyatakan hubungan antara gaya listrik (F), medan listrik (E) dan muatan listrik (q) :

F = q E

q = F / E = 0,05 N / 0,02 NC ^-1 = 2,5 Coulombs

Muatan q mengalami gaya listrik dalam arah menuju muatan (+) yang menimbulkan medan listrik, sehingga muatan q bertanda negatif.

Răspunsul corect este D.

8. Jarak dua muatan A dan B adalah 4 m. Titik C berada di antara kedua muatan berjarak 1 m dari A. Jika Q_A = –300 μC, Q_B = 600 μC. 1/4 π ε₀ = 9 × 10⁹ N m² C^-2 , maka kuat medan listrik di titik C pengaruh dari kedua muatan adalah…

A. 9 × 10⁵ NC ^-1

B. 18 × 10⁵ NC ^-1

C. 33 × 10⁵ NC ^-1

D. 45 × 10⁵ NC ^-1

E. 54 × 10⁵ NC ^-1

Pembahasan

Se știe că:

Distanța dintre sarcinile A și B (r_AB) = 4 metru

Jarak antara titik C dan muatan A (r_AC) = 1 metru

Jarak antara titik C dan muatan B (r_BC) = 3 metru

Sarcina A (q_A) = –300 μC = -300 x 10^-6 C = -3 x 10^-4 Coulomb

Sarcina B (q_B) = 600 μC = 600 x 10^-6 C = 6x10^-4 Coulomb

Konstanta (k) = 9 × 10⁹ N m² C^-2

Întrebat: kuat medan listrik di titik C

Jawab:

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A pada titik C :

Muatan A negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri).

Medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan B pada titik C :

Muatan B positif sehingga arah medan listrik menjauhi muatan B dan menuju muatan A (ke kiri).

Resultan medan listrik di titik A :

E_A și E._B searah sehingga dijumlahkan.

E = E_A +E_B

E = (27 x 10⁵) + (6 x 10⁵)

E = 33 x 10⁵ N / C

Arah medan listrik adalah menuju muatan A dan menjauhi muatan B (ke kiri).

Răspunsul corect este C.

9. Sebutir debu massanya 1 miligram dapat mengapung di udara karena adanya medan listrik yang menahan debu tersebut. Bila muatan debu tersebut 0,5 μC dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s² , tentukanlah besarnya kuat medan listik yang dapat menahan debu tersebut.

A. 5 N/C

B. 10 N/C

C. 20 N/C

D. 25 N/C

E. 40 N/C

Pembahasan

Se știe că:

Massa debu (m) = 1 miligram = 1 x 10^-6 kg

Muatan debu (q) = 0,5 μC = 0,5 x 10^-6 C

Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²

Întrebat: Kuat medan listrik yang menahan debu

Jawab:

Rumus berat :

w = mg

Keterangan : w = berat debu, m = massa debu, g = percepatan gravitasi

Gaya gravitasi yang bekerja pada debu atau berat debu dihitung menggunakan rumus berat :

w = mg = (1 x 10^-6 kg)(10 m/s²) = 10 x 10^-6 kg m/s² = 10 x 10^-6 Newton

Rumus kuat medan listrik :

E = F / q

Keterangan : E = kuat medan listrik, F = gaya listrik, q = muatan listrik

Debu mengapung di udara sehingga resultan gaya yang bekerja pada debu harus bernilai nol. Gaya berat debu arahnya ke bawah sehingga gaya listrik harus berarah ke atas dan besar gaya berat debu harus sama dengan besar gaya listrik, agar resultan gaya pada debu bernilai nol. Dengan demikian F pada rumus kuat medan listrik dapat diganti dengan w pada rumus berat.

E = F/q = w/q

E = (10 x 10^-6 N) / (0,5 x 10^-6 C)

E = 10 N / 0,5 °C

E = 20 N/C

Răspunsul corect este C.

10. Dua buah muatan masing-masing q₁ = 32 μC dan q₂ = -214 μC terpisah sejauh x satu sama lain seperti gambar di atas. Bila di titik p yang berjarak 10 cm dari q₂ resultan kuat medan listriknya = nol. Maka besar x adalah….

A. 20 cm

B. 30 cm

C. 40 cm

d.50cm

E. 60 cm

Pembahasan

Se știe că:

Muatan 1 (Q₁) = 32 μC

Muatan 2 (Q₂) = -214 μC

Jarak titik p dari q₁ = x + 10 cm

Jarak titik p dari q₂ = 10 cm

Întrebat: x

Jawab:

E₁ adalah medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan Q₁. Arah medan listrik menjauhi Q₁ karena Q₁ bermuatan positif. E₂ adalah medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan Q₂. Arah medan listrik menuju Q₂ karena Q₂ bermuatan negatif.

Pada titik p yang berjarak 10 cm dari Q₂, resultan kuat medan listrik bernilai nol.

Gunakan rumus ABC :

11. Sebuah titik bermuatan q berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (+), sehingga mengalami gaya sebesar 0,05 N. Jika besar muatan tersebut adalah +5 × l0^-6 Coulomb, maka besar medan listrik di titik P adalah…

A. 2,5 × 10³ NC^-1

B. 3.0 × 10³ NC^-1

C. 4,5 × l0³ NC^-1

D. 8,0 × 10³ NC^-1

E. 10⁴ NC^-1

Pembahasan

Se știe că:

Gaya listrik (F) = 0,05 Newton

Muatan listrik (Q) = +5 × l0^-6 Coulomb = 0,000005

Întrebat: besar medan listrik di titik P

Jawab:

Rumus yang menyatakan hubungan antara medan listrik, gaya listrik dan muatan listrik :

E = F / Q

E = 0,05 Newtoni / 0,000005 Coulombi

E = 5 Newtoni / 0,0005 Coulombi

E = 10.000 Newton/Coulomb

E = 10⁴ N / C

E = 10⁴ NC^-1

Răspunsul corect este E.

Legea lui Coulomb

12. Tiga buah muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar …. (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 09 x 10¹ Încărcare N către C
B. 09 x 10¹ N pentru a încărca A
C. 18 x 10¹ Încărcare N către C
D. 18 x 10¹ N pentru a încărca A
E. 36 x 10¹ Încărcare N către C

Pembahasan
Este cunoscut :
q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C = 10^-5 Coulomb
q_B = 10 µC = 10 x 10^-6 = 10^-5 Coulomb
q_C = 20 µC = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 Coulomb
r_AB = 0,1 metri = 10^-1 metru
r_BC = 0,1 metri = 10^-1 metru
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Întrebat Forța Coulomb experimentată de sarcina B
Jawab :

Terdapat dua gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada muatan B, yakni gaya Coulomb antara muatan A dan B (F_AB) precum și forța Coulomb dintre sarcinile B și C (F_BC). Forța Coulomb experimentată de sarcina B este rezultanta lui F_AB și F_BC.

Forța Coulomb între sarcinile A și B:
Sarcina A are semn pozitiv, iar sarcina B are semn pozitiv, deci F_AB către sarcina C.

Forța Coulomb între sarcinile B și C:
Sarcina B este pozitivă, iar sarcina C este pozitivă, astfel încât F_BC către sarcina A.

Forța Coulombiană resimțită de sarcina B:
F_B =F_BC - F_AB = 180 – 90 = 90 N
Magnitudinea forței Coulomb experimentată de sarcina B (F_B) este de 90 de newtoni. Direcția lui F_B aceeași cu direcția F_BC și anume față de acuzația A.
Răspunsul corect este B.

13. Besar dan arah gaya Coulomb pada muatan B adalah… (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)

A. 2,5 kQ² r^-2 La stânga
B. 2,5 kQ² r^-2 La dreapta
C. 2 k Q² r^-2 La stânga
D. 2 k Q² r^-2 La dreapta
E. 1 k Q² r^-2 La stânga

Pembahasan
Este cunoscut :
Sarcina A (q_A) = +Q
Sarcina B (q_B) = -2Q
Sarcina C (q_C) = -Q
Distanța dintre sarcinile A și B (r_AB) = r
Distanța dintre sarcinile B și C (r_BC) = 2r
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Întrebat magnitudinea și direcția forței Coulomb asupra sarcinii B
Jawab :
Forța Coulomb între sarcina A și sarcina B:
Sarcina A este pozitivă, iar sarcina B este negativă, deci direcția este F._AB către sarcina A
  
Forța Coulomb între sarcina B și sarcina C:
Sarcina B este negativă, iar sarcina C este negativă, deci direcția lui F este_BC către sarcina A

Forța rezultantă care acționează asupra sarcinii B:
F = F_AB + F_BC  = 2 kQ²/r² + 0,5 kQ²/r² = 2,5 kQ²/r² = 2,5 kQ² r^-2
Direcția forței Coulomb este spre sarcina A sau spre stânga.
Răspunsul corect este A.

Câmp electric
14. Perhatikan gambar dua muatan titik berikut! Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?  (k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C)
A. tepat di tengah Q₁ și Q₂
B. 6 cm di kanan Q₂
C. 6 cm di kiri Q₁
D. 2 cm di kanan Q₂
E. 2 cm di kiri Q₁
Pembahasan
Untuk menghitung kuat medan listrik di titik P, diandaikan pada titik P terdapat sebuah muatan uji positif. Q₁ positif dan Q₂ negatif, karenanya titik P harus berada di sebelah kanan Q₂ atau sebelah kiri Q₁. Jika titik P berada di sebelah kiri Q₁; medan listrik yang ditimbulkan titik Q₁ pada titik P arahnya ke kiri (menjauhi Q₁) dan medan listrik yang ditimbulkan Q₂ pada titik P arahnya ke kanan (menuju Q₁). Karena arah medan listrik berlawanan maka keduanya saling menghilangkan sehingga kuat medan listrik pada titik P bernilai nol.
Este cunoscut :
Q₁ = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Q₂ = -4 μC = -4 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
Jarak antara muatan 1 dan muatan 2 = 3 cm
Jarak antara Q₁ dan titik P (r_1P) = a
Jarak antara Q₂ dan titik P (r_2P) = 3 + a
Întrebat : Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol ?
Jawab :
Titik P berada di sebelah kiri Q₁.
Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q₁ pada titik P :
Muatan uji positif dan Q₁ positif sehingga arah medan listrik ke kiri.
Medan listrik yang ditimbulkan oleh Q₂ pada titik P :
Muatan uji positif dan Q₂ negatif sehingga arah medan listrik ke kanan.
Resultan medan listrik pada titik A :
E₁ și E.₂ berlawanan arah.
E₁ - E₂ = 0
E₁ = E₂
Gunakan rumus ABC untuk menentukan nilai a.
a = -1,25, b = -13,5, c = -20,25
Tidak mungkin a negatif.
Jarak antara Q₂ dan titik P (r_2P) = 3 + a = 3 – 1,8 = 1,2 cm.
Titik P berada pada jarak 1,2 cm di sebelah kanan Q₂.

15. Perhatikan gambar berikut! Muatan q₃ diletakkan pada jarak 5 cm dari q₂, maka kuat medan listrik pada muatan q₃ adalah… (1 µC = 10^-6 C)

A. 4,6  x 10⁷ NC^-1
B. 3,6 x 10⁷ NC^-1
C. 1,6 x 10⁷ NC^-1
D. 1,4 x 10⁷ NC^-1
E. 1,3 x 10⁷ NC^-1

Pembahasan

Muatan q₃ diletakkan pada jarak 5 cm dari q₂, maksudnya bukan di sebelah kiri q₂ tetapi di sebelah kanan q₂. Jika di sebelah kiri q₂ maka resultan medan listrik bernilai nol. Hal ini dikarenakan jarak antara muatan q₃ dengan muatan q₁ și q₂ adalah 5 cm dan besar muatan q₁ sama dengan muatan q₂.

Karena muatan q₃ positif maka arah câmp electric la sarcina q₃ menuju muatan negatif q₂ (E₂) dan menjauhi muatan positif q₁ (E₁). Resultan medan listrik adalah penjumlahan kuat medan listrik E₁ și E.₂.

Este cunoscut :
Muatan q₁ = 5 µC = 5 x 10^-6 Coulomb
Muatan q₂ = 5 µC = -5 x 10^-6 Coulomb
Jarak antara muatan q₁ dan muatan q₃ (r₁) = 15 cm = 0,15 m = 15 x 10^-2 metru
Jarak antara muatan q₂ dan muatan q₃ (r₂) = 5 cm = 0,05 m = 5 x 10^-2 metru
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
Întrebat : Intensitatea câmpului electric la sarcina q₃
Jawab :

Kuat medan listrik 1
E₁ = kq₁ / r₁²
E₁ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (15 x 10^-2)²
E₁ = (45 x 10³) / (225 x 10^-4)
E₁ = 0,2 x 10⁷ N / C
Kuat medan listrik 2
E₂ = kq₂ / r₂²
E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²
E₂ = (45 x 10³) / (25 x 10^-4)
E₂ = 1,8 x 10⁷ N / C
Resultan kuat medan listrik
Resultan kuat medan listrik di muatan q₃ adalah:
E = E₂ - E₁ = (1,8 x 10⁷)– (0,2 x 10⁷) = 1,6 x 10⁷ N / C
Arah medan listrik ke kiri atau searah E₂.
Răspunsul corect este C.

16. Dua muatan listrik terpisah seperti pada gambar. Kuat medan pada titik P adalah… (k = 9 x 10⁹ N m² C^-2)

A. 9,0 x 10⁹ NC^-1
B. 4,5 x 10⁹ NC^-1
C. 3,6 x 10⁹ NC^-1
D. 5,4 x 10⁹ NC^-1
E. 4,5 x 10⁹ NC^-1

Pembahasan

Este cunoscut :
Muatan q_A = +2,5°C
Muatan q_B = -2 C
Jarak antara muatan q_A dan titik P (r_A) = 5 m
Jarak antara muatan q_B dan titik P (r_B) = 2 m
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
Întrebat : Kuat medan listrik di titik P
Jawab :
Kuat medan listrik A
E_A = kq_A / r_A²
E_A = (9 x 10⁹)(2,5) / (5)²
E_A = (22,5 x 10⁹) / 25
E_A = 0,9 x 10⁹ N / C
Kuat medan listrik B
E_B = kq_B / r_B²
E_B = (9 x 10⁹)(2) / (2)²
E_B = (18 x 10⁹) / 4
E_B = 4,5 x 10⁹ N / C
Resultan kuat medan listrik
Resultan kuat medan listrik di titik P adalah :
E = E_B - E_A = (4,5 – 0,9) x 10⁹ = 3,6 x 10⁹ N / C
Arah medan listrik ke kiri atau searah E_B.
Răspunsul corect este C.

17. Dua muatan listrik masing-masing bermuatan Q₁ = -40 µC dan Q₂ = +5 µC terletak pada posisi seperti pada gambar (k = 9 x 10⁹ nm².C^-2 dan 1 µC = 10^-6 C), kuat medan listrik di titik P adalah…
A. 2,25 x 10⁶ NC^-1
B. 2,45 x 10⁶ NC^-1
C. 5,25 x 10⁶ NC^-1
D. 6,75 x 10⁶ NC^-1
E. 9,00 x 10⁶ NC^-1
Pembahasan

Este cunoscut :
Muatan q₁ = -40 µC = -40 x 10^-6 C
Muatan q₂ = +5 µC = +5 x 10^-6 C
Jarak antara muatan q₁ dan titik P (r₁) = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m
Jarak antara muatan q₂ dan titik P (r₂) = 10 cm = 0,1 = 1 x 10^-1 m
k = 9 x 10⁹ N m² C^-2
Întrebat : Kuat medan listrik di titik P
Jawab :
Kuat medan listrik 1
E₁ = kq₁ / r₁²
E₁ = (9 x 10⁹)(40 x 10^-6) / (4 x 10^-1)²
E₁ = (360 x 10³) / (16 x 10^-2)
E₁ = 22,5 x 10⁵ N / C
Kuat medan listrik 2
E₂ = kq₂ / r₂²
E₂ = (9 x 10⁹)(5 x 10^-6) / (1 x 10^-1)²
E₂ = (45 x 10³) / 1 x 10^-2
E₂ = 45 x 10⁵ N / C
Resultan kuat medan listrik
Resultan kuat medan listrik di titik P adalah :
E = E₂ - E₁ = (45 – 22,5) x 10⁵ = 22,5 x 10⁵ N / C
E = 2,25 x 10⁶ N / C
Arah medan listrik ke kanan atau searah E₂.
Răspunsul corect este A.

18. Dua buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar. Muatan di A adalah 8 µC dan gaya tarik menarik yang bekerja pada kedua muatan adalah 45 N. Jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm dan k = 9.10⁹ Nm².C^-2, atunci forța atractivă care acționează asupra celor două sarcini este...

A. 45 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 90 N
E. 120 N

Pembahasan
Este cunoscut :
Sarcina electrică la A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb
Forța electrică dintre cele două sarcini (F) = 45 Newton
Distanța dintre cele două sarcini (r_AB) = 4 cm = 0,04 metri = 4 x 10^-2 metru
Constanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Întrebat : Forța electrică antara kedua muatan jika muatan A digeser ke kanan sejauh 1 cm atau 0,01 meter
Jawab :

Calculați mai întâi sarcina electrică la punctul B, apoi calculați forța electrică dintre cele două sarcini electrice, dacă sarcina electrică la punctul A este deplasată spre dreapta cu 1 cm.
Sarcină electrică la B :
Formula legii lui Coulomb :
F = k (q_A)(q_B)/r²
Fr.² = k (q_A)(q_B)
q_B = Fr² / k (q_A)
Sarcină electrică la B :
q_B = (45)(4 × 10^-2)² / (9x10⁹)(8 x 10^-6)
q_B = (45)(16 × 10^-4) / 72 x 10³
q_B = (720 x 10^-4) / (72 x 10³)
q_B = 10 x 10^-7 Coulomb
Forța electrică dintre sarcinile electrice A și B :
Dacă sarcina de la punctul A este deplasată spre dreapta cu 1 cm, distanța dintre cele două sarcini devine 3 cm = 0,03 metri = 3 x 10^-2 metru
F = k (q_A)(q_B)/r²
F = (9 x 10⁹)(8 x 10^-6)(10 x 10^-7) / (3 x 10^-2)²
F = (9 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (9 x 10^-4)
F = (1 x 10⁹)(80 x 10^-13) / (1 x 10^-4)
F = (80 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 80 Newton
Răspunsul corect este C.

19. Dua muatan listrik P dan Q yang terpisah 10 cm mengalami gaya tarik menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P  (1 µC = 10^-6 C și k = 9 x 10⁹ Nm².C^-2), atunci forța electrică care apare este...

A. 8 N
B. 16 N
C. 32 N
D. 40 N
E. 56 N

Pembahasan
Este cunoscut :
Distanța dintre sarcinile P și Q (r_PQ) = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10^-1 m
Forța electrică dintre sarcinile P și Q (F) = 8 N
Sarcină electrică Q (q_Q) = 40 µC = 40 x 10^-6 C
Constanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Întrebat Forța electrică dintre sarcinile P și Q dacă sarcina Q este deplasată cu 5 cm către sarcina P
Jawab :
Mai întâi se calculează sarcina electrică P, apoi se calculează forța electrică dintre cele două sarcini electrice, dacă sarcina electrică Q este deplasată cu 5 cm către sarcina P.
Sarcină electrică P :
q_P = Fr² / k (q_Q)
q_P = (8)(1 × 10^-1)² / (9x10⁹)(40 x 10^-6)
q_P = (8)(1 × 10^-2) / 360 x 10³
q_P = (8 x 10^-2) / (36 x 10⁴)
q_P = (1 x 10^-2) / (4,5 x 10⁴)
q_P = (1/4,5) × 10^-6 Coulomb
Forța electrică dintre sarcinile electrice P și Q :
Dacă sarcina de la Q este deplasată spre stânga cu 5 cm, distanța dintre cele două sarcini devine 5 cm = 0,05 metri = 5 x 10^-2 metru
F = k (q_P)(q_Q)/r²
F = (9 x 10⁹)( (1/4,5) x 10^-6)(40 x 10^-6) / (5 x 10^-2)²
F = (2 x 10³)(40 x 10^-6) / (25 x 10^-4)
F = (80 x 10^-3) / (25 x 10^-4)
F = 3,2 x 10¹
F = 32 Newton
Răspunsul corect este C.

20. Perhatikan gambar muatan listrik berikut. Gaya listrik yang dialami muatan q_B este 8 N (1 µC = 10^-6 C) și (k = 9.10⁹ nm².C^-2). Dacă sarcina q_B deplasată la 4 cm de la A, atunci forța electrică experimentată este q_B acum este…
A. 2 N
B. 4 N
C. 6 N
D. 8 N
E. 10 N
Pembahasan
Este cunoscut :
Distanța dintre sarcinile A și B (r_AB) = 2 cm = 0,02 m = 2 x 10^-2 m
Forța electrică dintre sarcinile A și B (F) = 8 N
Sarcină electrică A (q)_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 C
Constanta (k) = 9 x 10⁹ Nm².C^-2
Întrebat Forța electrică dintre sarcinile A și B dacă distanța dintre cele două sarcini este de 4 cm
Jawab :
Mai întâi calculați sarcina electrică B, apoi calculați forța electrică dintre cele două sarcini electrice dacă distanța dintre cele două sarcini electrice este de 4 cm = 0,04 metri = 4 x 10^-2 metru.
Sarcină electrică B :
q_B = Fr² / k (q_A)
q_B = (8)(2 × 10^-2)² / (9x10⁹)(2 x 10^-6)
q_B = (8)(4 × 10^-4)/ (18 x 10³)
q_B = (32 x 10^-4) / (18 x 10³)
q_B = (32/18) × 10^-7
q_B = (16/9) × 10^-7 Coulomb
Forța electrică dintre sarcinile A și B :
F = k (q_A)(q_B)/r²
F = (9 x 10⁹)(2 x 10^-6)( (16/9) x 10^-7) / (4 x 10^-2)²
F = (18 x 10³)( (16/9) x 10^-7) / (16 x 10^-4)
F = (2 x 10³)(16 x 10^-7) / (16 x 10^-4)
F = (2 x 10³)(1 x 10^-7) / (1 x 10^-4)
F = (2 x 10^-4) / (1 x 10^-4)
F = 2 Newton
Răspunsul corect este A.

Sursa întrebării:

Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional