13 contoh soal listrik statis dan pembahasannya

Contoh soal listrik statis nomor 1

Dua buah muatan positif terpisah sejauh 50 cm. Jika gaya tolak menolak kedua muatan 0,9 N dan besar kedua muatan sama, besar muatan tersebut adalah …
A. 12,5 µC
B. 10 µC
C. 7,5 µC
D. 5 µC
E. 2,5 µC

Pembahasan

Diketahui:

• r = 50 cm = 0,5 m
• F = 0,9 N
• q₁ = q₂ = q

Cara menjawab soal ini sebagai berikut.

→ F = k

q₁ q₂

r²

→ 0,9 N = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

q²

(0,5 m)²

→ q² =

0,9 N . 0,25 m²

9 x 10⁹ Nm²C^-2

→ q² = 25 x 10^-12 C²
→ q = √

25 x 10^-12 C²

= 5 x 10^-6 C
→ q = 5 µC

Soal ini jawabannya D.

---

Contoh soal listrik statis nomor 2

Dua buah muatan listrik saling menolak dengan gaya F pada jarak tertentu. Jika jaraknya dijadikan dua kali semula, gaya tolaknya menjadi …
A. 1/4 F
B. 1/2 F
C. F
D. 2F
E. 4F

Pembahasan

Diketahui:

• F₁ = F
• r₁ = r
• r₂ = 2r

Cara menjawab soal ini sebagai berikut.

→

F₁

F₂

=

k

q₁ q₂

r₁²

k

q₁ q₂

r₂²

→

F₁

F₂

=

r₂²

r₁²

→

F

F₂

=

(2r)²

r²

→

F

F₂

=

4r²

r²

→ F₂ =

1

4

F

Soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal listrik statis nomor 3

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

Jika = 9 x 10⁹ Nm²/C² dan g = 10 m/s², tegangan pada tali adalah …
A. 0,2 N
B. 0,24 N
C. 0,28 N
D. 0,4 N
E. 0,32 N

Pembahasan

Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.

→ F₁ = k

q q’

r²

→ F₁ = 9 x 10⁹ Nm²/C²

0,5 x 10^-6 C . 1 x 10^-6 C

(0,15 m)²

→ F₁ = 0,2 N
→ F₂ = m . g = 0,02 kg . 10 m/s² = 0,2 N
→ T = F = √

F₁² + F₂²

→ T = √

(0,2 N)² + (0,2 N)²

→ T = 0,28 N

Soal ini jawabannya C.

---

Contoh soal listrik statis nomor 4

Sebuah benda bermuatan listrik +3 µC. Maka titik x yang kuat medannya 3 x 10⁷ NC^-1 berada pada jarak …
A. 3 cm
B. 4 cm
C. 5 cm
D. 6 cm
E. 7 cm

Pembahasan

→ E = k

q

r²

→ 3 x 10⁷ N/C = 9 x 10⁹ Nm²/C²

3 x 10^-6 C

x²

→ x² = 9 x 10⁹ Nm²/C²

3 x 10^-6 C

3 x 10⁷ N/C

→ x² = 9 x 10^-4 m²
→ x = √

9 x 10^-4 m²

= 0,03 m = 3 cm

Soal ini jawabannya A.

---

Contoh soal listrik statis nomor 5

Dua muatan titik berjarak 5 cm terlihat seperti gambar.

Besar medan listrik di titik P adalah …
A. 27 N/C
B. 72 N/C
C. 270 N/C
D. 360 N/C
E. 720 N/C

Pembahasan

Karena E₁ dan E₂ arahnya sama, yaitu ke kanan maka medan listrik di titik P sebagai berikut.

→ E_P = E₁ + E₂
→ E_P = k

q_A

r_A²

+ k

q_B

r_B²

→ E_P = k (

q_A

r_A²

+

q_B

r_B²

)
→ E_P = 9 x 10⁹ (

4 x 10^-12

(0,02)²

+

18 x 10^-12

(0,03)²

)
→ E_P = 270 N/C

Soal ini jawabannya C.

---

Contoh soal listrik statis nomor 6

Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan listrik +20 µC dan +45 µC terpisah pada jarak 15 cm. Jika C adalah titik yang terletak diantara A dan B sedemikian sehingga medan di C sama dengan nol, letak C dari A adalah …
A. 2 cm
B. 3 cm
C. 4 cm
D. 6 cm
E. 9 cm

Pembahasan

Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.

→ E_A – E_B = 0
→ E_A = E_B
→ k

q_A

r_A²

= k

q_B

r_B²

→

20 µC

x²

=

45 µC

(15 cm – x)²

→

20

45

= (

x

15 cm – x

)²
→

2

3

=

x

15 cm – x

→ 30 cm – 2x = 3x
→ 30 cm = 3x + 2x = 5x
→ x =

30 cm

5

= 6 cm

Soal ini jawabannya D.

---

Contoh soal listrik statis nomor 7

Potensial disuatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah 600 V. Intensitas medan di titik tersebut 400 N/C. Jika k = 9 . 10⁹ Nm²C^-2, maka besar muatan Q adalah …
A. 2,3 x 10^-9 C
B. 4,4 x 10^-8 C
C. 7 x 10^-8 C
D. 1 x 10^-7 C
E. 1,5 x 10⁹ C

Pembahasan

→ V = E . r
→ r =

V

E

=

600 V

400 N/C

= 1,5 m
→ V = k

q

r

→ 600 V = 9 . 10⁹ Nm²C^-2

Q

1,5 m

→ Q =

600 . 1,5

9 . 10⁹

C = 1 x 10^-7 C

Soal ini jawabannya D.

---

Contoh soal listrik statis nomor 8

Pada keempat sudut sebuah persegi (sisi 30 cm) terletak muatan listrik. Jika dua muatan yang bertetangga adalah +2 µC dan -2 µC, potensial listrik di titik pusat persegi adalah …
A. 3,4 x 10⁵ volt
B. -3,4 x 10⁵ volt
C. 1,7 x 10⁵ volt
D. -1,7 x 10⁵ volt
E. nol

Pembahasan

Berdasarkan gambar diatas diperoleh hasil sebagai berikut.

→ V_P = k (

q₁

r₁

+

q₂

r₂

+

q₃

r₃

+

q₄

r₄

)
Karena r₁ = r₂ = r₃ = r₄ = 15 √ 2   cm = 0,15 √ 2   m, maka rumusnya menjadi:
→ V_P =

k

0,15√

2

m

(q₁ + q₂ + q₃ + q₄)

→ V_P =

9 . 10⁹ Nm²C^-2

0,15√

2

m

(2 µC + (-2 µC) + 2 µC + (-2 µC))
→ V_P =

9 . 10⁹ Nm²C^-2

0,15√

2

m

(0) = 0

Soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal listrik statis nomor 9

Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan sebesar 25 µC sejauh 10 cm dalam medan listrik yang besarnya 4 . 10⁴ N/C adalah …
A. 100 joule
B. 10 joule
C. 1 joule
D. 0,1 joule
E. 0,01 joule

Pembahasan

• W = q . E . d
• W = 25 . 10^-6 C . 4 . 10⁴ N/C . 0,1 m
• W = 0,1 joule

Soal ini jawabannya D.

---

Contoh soal listrik statis nomor 10

Usaha untuk memindahkan muatan 10 C dari titik berpotensial 100 V ke titik berpotensial 200 V adalah …
A. 100 joule
B. 1000 joule
C. 2000 joule
D. 3000 joule
E. 4000 joule

Pembahasan

• W = q . V_AB
• W = 10 C . (200 V – 100 V)
• W = 10 C . 100 V = 1.000 joule

Soal ini jawabannya B.

---

Contoh soal listrik statis nomor 11

Dibawah ini tertera skema rangkaian 5 buah kapasitor yang sama besarnya.

Kapasitas antara titik K dan M adalah …
A. 8/3 C
B. 1/5 C
C. 5 C
D. 7/3 C
E. 3/7 C

Pembahasan

→ C₁₂₃ = C₁ + C₂ + C₃ = C + C + C = 3C
→

1

C_KM

=

1

3C

+

1

C

+

1

C

→

1

C_KM

=

1 + 3 + 3

3C

=

7

3C

→ C_KM =

3

7

C

Soal ini jawabannya E.

---

Contoh soal listrik statis nomor 12

Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas sebesar 5 µF jika diudara diantara keping-kepingnya, dan 30 µF jika antara keping-kepingnya ditempatkan lembaran porselen. Konstanta dielektrik porselen adalah …
A. 0,17
B. 6
C. 25
D. 35
E. 150

Pembahasan

→

C_udara

C_porselen

=

ϵ₀ A/d

K ϵ₀ A/d

→

C_udara

C_porselen

=

1

K

→ K =

C_porselen

C_udara

→ K =

30 µF

5 µF

= 6

Soal ini jawabannya B.

---

Contoh soal listrik statis nomor 13

Sebuah elektron yang mula-mula diam, kemudian bergerak melalui beda potensial 1.500 V. Jika massa elektron 9,11 x 10^-31 kg dan muatannya -1,6 x 10^-19 C, maka energi potensialnya akan turun sebesar …
A. 16,3 x 10⁴ eV
B. 3,3 x 10³ eV
C. 1.500 eV
D. 9,11 x 10² eV
E. 6,12 x 10² eV

Pembahasan

• Ep = – q . V
• Ep = – (-1,6 x 10^-19 C) . 1.500 V
• Ep = 24 x 10^-17 J
• Ep = 1,5 x 10³ eV
• Ep = 1.500 eV

Soal ini jawabannya C.