Listrik statis dapat ditimbulkan oleh dua benda yang memiliki muatan listrik berbeda. Pengertian lainnya, listrik statis adalah ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda.
Muatan listrik tetap ada sampai sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik, singkatnya, listrik statis berhubungan dengan gejala kelistrikan yang diam atau tidak mengalir. Listrik statis tidak bisa mengalir dari suatu tempat ke tempat lain atau hanya bisa ada sekejap pada suatu tempat, tidak seperti listrik dinamis.
SOAL dan PENYELESAIAN LISTRIK STATIS
01. SOAL LISTRIK STATIS. Dua buah partikel bermuatan berjarak R satu sama lain dan terjadi gaya tolak-menolak sebesar F. Jika jarak antara kedua muatan dijadikan 5 R, maka besar gaya tolak-menolak antara kedua partikel akan menjadi....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
\[\\\frac{F_{1}}{F_{2}}=\left ( \frac{R_{2}}{R_{1}} \right )^{2}\\ \frac{F_{1}}{F_{2}}=\left ( \frac{5R}{R} \right )^{2}\\ F_{2}=0,04F\]
02. SOAL LISTRIK STATIS. Tiga buah muatan A, B
dan C tersusun seperti gambar berikut! Jika $\small k=9x10^{9} N m^2 C^2$ dan $\small Q_{A}=+1\mu C\: ,\: Q_{B}=-2\mu C\: ,\: Q_{C}=+4\mu C$ maka besar dan arah gaya Coulomb pada muatan A adalah...... Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
\[\\F=F_{AB}-F_{AC} \\ F=kQ_{A}(\frac{Q_B}{R_{AB}^{2}}-\frac{Q_B}{R_{AC}^{2}})\\F=9.10^{9}.10^{-6}(\frac{2.10^{-6}}{1^{2}}-\frac{4.10^{-6}}{2^{2}})\\F=9.10^{-3}N\]
03. SOAL LISTRIK STATIS. Gambar berikut adalah susunan tiga buah muatan A, B dan C yang membentuk suatu segitiga dengan sudut siku-siku di A.
Jika gaya tarik-menarik antara muatan A dan B sama besar dengan gaya tarik-menarik antara muatan A dan C masing-masing sebesar 2 F, maka resultan gaya pada muatan A sebesar..... Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
\[\\F_{t}=F_{AB}\sqrt{2}=2F\sqrt{2}\]
04. SOAL LISTRIK STATIS. Tiga buah muatan membentuk segitiga sama sisi seperti gambar berikut. Jarak antar ketiga muatan masing-masing adalah 10 cm. Jika $\small Q_{1}=+1\mu C\: ,\: Q_{2}= Q_{3}=-2\mu C $ dan k = 9 x $\small 10^9 Nm^2C^2$ maka besar resultan gaya Coulomb pada muatan Q1 adalah......
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
\[\\F_{12}=F_{13}=k\frac{Q_{1}Q_{2}}{R^{2}}\\F_{12}=F_{13}=9.10^{9}\frac{10^{-6}.2.10^{-6}}{10^{(-1)^{2}}}=1,8N\\ F_{t}=F\sqrt{3}=1,8\sqrt{3}N\]
05. SOAL LISTRIK STATIS. Dua buah muatan masing - masing $Q_{1}$ = 4 μ C dan $Q_{2}$ = 9 μ C terpisah sejauh 10 cm. Letak titik yang memiliki kuat medan listrik nol adalah....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\\\displaystyle r_{1}=\frac{R\sqrt{Q_{1}}}{\sqrt{Q_{1}}+\sqrt{Q_{2}}}\\r_{1}=\frac{10\sqrt{4\mu }}{\sqrt{4\mu }+\sqrt{9\mu }}=4cm\] Jarak titik tersebut 4 cm dari 4μC dan 6cm dari 9μC
06. SOAL LISTRIK STATIS. Sebuah muatan listrik negatif sebesar Q yang berada pada jarak R dari suatu medan listrik E akan mendapat gaya listrik sebesar.....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: $F=Q.E$
07. SOAL LISTRIK STATIS. Tiga buah muatan yang berada di sekitar titik P berikut! $Q_{1}=+10^{−12}$C, sejauh 5cm, $Q_{2}=+10^{−12}$C sejauh 3cm dan $Q_{3}=−10^{−12}$ C sejauh 5cm, Jika $k = 9 x 10^{9} N m^{2}C^{−2}$, maka potensial listrik pada titik P sebesar.....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
\[\\v=k\left [ \frac{Q_{1}}{r_{1}}+\frac{Q_{2}}{r_{2}}+\frac{Q_{3}}{r_{3}} \right ]\\V=9.10^{9}\left [ \frac{10^{-12}}{5.10^{-2}}+\frac{10^{-12}}{3.10^{-2}}-\frac{10^{-12}}{5.10^{-2}} \right ]\\V=0,3Volt\]
08. SOAL LISTRIK STATIS. Delapan buah muatan listrik 4 diantaranya sebesar +1C dan 4 lainnya adalah −1C tersusun hingga membentuk suatu kubus yang memiliki sisi sepanjang r. Besar potensial listrik di titik P yang merupakan titik berat kubus adalah.....
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\small \begin{align*} v&=k\left [ \frac{Q_{1}}{r_{1}}+\frac{Q_{2}}{r_{2}}+\frac{Q_{3}}{r_{3}}+ \frac{Q_{4}}{r_{4}}+\frac{Q_{5}}{r_{5}}+\frac{Q_{6}}{r_{6}}+ \frac{Q_{7}}{r_{7}}+\frac{Q_{8}}{r_{8}} \right ]\\v&=\frac{k}{r}\left [ Q_1+Q_2+Q_3+Q_4+Q_5+Q_6+Q_7+Q_8\right ] \\v&=\frac{k}{1}\left [ 1+1+1+1-1-1-1-1 \right ]\\v&=0V\end{align*}\]
9. SOAL LISTRIK STATIS. Sebuah partikel yang bermuatan negatif sebesar $5.10^{−3}$Coulomb diletakkan diantara dua buah keping yang memiliki muatan berlawanan. Jika muatan tersebut mengalami gaya sebesar 0,04 N ke arah keping B, maka besar kuat medan listrik dan jenis muatan pada keping A berturut-turut adalah....Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\\E=\frac{F}{Q}=\frac{0,04}{5.10^{-3}}=8N/C\]
10.SOAL LISTRIK STATIS. Untuk memindahkan muatan sebesar positif sebesar 20 μC dari beda potensial 110 kvolt ke 220 kvolt diperlukan usaha sebesar.... .
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\\W=Q.\Delta V \\W=20.10^{-6}.(220-110) \\W=2,2.10^{-3}J\]
11. SOAL LISTRIK STATIS. Sebuah titik bermuatan +5 Coulomb berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (-), sehingga mengalami gaya sebesar 0,05N dalam arah menuju muatan tersebut. Maka kuat medan listrik dititik P adalah … ( UAN’06 )
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\\E=\frac{F}{Q}=\frac{0,05}{5}=0,01N/C\]
12. SOAL LISTRIK STATIS. Sebuah titik bermuatan q berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (+), sehingga mengalami gaya sebesar 0,05N. Jika besar muatan tersebut adalah $+5 x 10^{-6}$ Coulomb. Maka kuat medan listrik dititik P adalah … (UAN’07 )
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: Ganti saja angka soal no.11.
13. SOAL LISTRIK STATIS. Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas 4 mikro Farad. Jika beda potensial antara keping-kepingnya 100Volt, maka kapasitor menyimpan energi listrik sebesar ... (UAN’03 )
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\\W=\frac{1}{2}cv^{2} \\W=\frac{1}{2}.4.10^{-6}.100^{2}=0,02J\]
14. SOAL LISTRIK STATIS. Sebuah titik bermuatan q berada di titik P dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan (-), sehingga mengalami gaya sebesar 1N dalam arah menuju muatan tersebut. Jika besar medan di titik P besarnya 0,2 N/C. Maka besar muatan pada titik P adalah (UAN’03 )
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun: \[\\Q=\frac{F}{E}=\frac{1}{0,2}=5C\]
