SMART SOLUTION UN FISIKA SMA 2012 (SKL 5 Indikator 5.1 Hukum Coulomb dan Medan Listrik)
Smart Solution
TAHUN PELAJARAN 2011/2012
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2012
Disusun Oleh :
Pak Anang
Kumpulan SMART SOLUTION dan TRIK SUPERKILAT
Ringkasan Materi UN Fisika SMA
Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012
By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com)
anang.blogspot.com)
SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya dalam berbagai
penyelesaian masalah.
5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum Coulomb.
Coulomb.
Hukum Coulomb
456
E
F
E
F
78
Medan Listrik
;56
9:
8
9:
G
E
FL
K
H
H
K
I
E
I
FJ
G
Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik.
Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.
Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb
Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb
=>?@A!!! Gaya Coulomb dan Medan Listrik
adalah besaran vektor.
Sejajar Dijumlah atau dikurang
Tegak lurus Aturan Pythagoras
Tidak Sejajar Tidak Tegak Lurus Aturan Cosinus
Lebih dari dua vektor
Menguraikan vektor
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 128
TRIK SUPERKILAT:
Menentukan letak muatan ketiga yang Gaya Coulombnya atau Medan Listriknya sama dengan nol.
Misalkan muatan NO dan NP memiliki jenis yang sama. (Muatan ketiga letaknya di antara dua muatan)
Lalu letakkan muatan ketiga (FQ ) diantara FL dan FJ . (jenis muatan FQ terserah)
Gambarkan semua gaya Coulomb yang bekerja pada muatan FQ .
Ingat! Muatan sejenis tarik-menarik, muatan berbeda tolak-menolak.
4QJ
E
FL
IL
W
E
FQ
4QL
E
FJ
IJ
Resultan gaya Coulomb pada muatan FQ adalah:
Σ4Q 5 4QL H 4QJ ⇒ 4QL 5 4QJ
Sehingga,
4QL
FL FQ
⇔6 J
IL
FL
⇔
IL J
VFL
⇔
IL
Jadi nilai IJ 5
5 4QJ
FJ FQ
5 6 J (coret 6 dan FQ )
IJ
FJ
5 J (kedua ruas diakar)
IJ
VFJ
5
IJ
VFJ
VFL
IL
Sekarang perhatikan jarak W 5 IL E IJ , kan?
Sehingga substitusikan IQJ ,
VFJ
VFL E VFJ
W 5 IL E Y
IL Z ⇒ W 5 Y
Z IL
VFL
VFL
Kesimpulannya:
IL 5 Y
VFL
VFL E VFJ
ZW
VFJ
IJ 5 Y
ZW
VFL E VFJ
LOGIKA PRAKTIS
Contoh Soal:
Misalkan kita hendak mencari jarak muatan ketiga (FQ ) dari muatan pertama (FL ) yakni sejauh IQL .
Akarkan semua muatan. Abaikan satuan [C, ambil angka pentingnya saja. (FQ tidak berpengaruh)
E
FL 5 4[C
√b
]O
√b
W 5 15 cm
TRIK SUPERKILAT
E
E
FQ 5 1 [C
FJ 5 9 [C
√c
IL 5
3
2
_ 15 5 6 cm
2E3
Jadi jarak muatan FQ terletak 6 cm di sebelah
kanan dari muatan FL .
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 129
Menentukan letak muatan ketiga yang Gaya Coulombnya atau Medan Listriknya sama dengan nol.
Misalkan muatan NO dan NP berbeda jenis. (Muatan ketiga dekat dengan muatan yang paling kecil)
Dengan cara yang sama, kita dapatkan kesimpulan:
IL 5 d
VFL
VFJ H VFL
dW
IJ 5 d
VFJ
VFJ H VFL
dW
LOGIKA PRAKTIS
Contoh Soal:
Misalkan kita hendak mencari jarak muatan ketiga (FQ ) dari muatan pertama (FL ) yakni sejauh IL.
Akarkan semua muatan. Abaikan satuan [C, ambil angka pentingnya saja. (FQ tidak berpengaruh)
W 5 8 cm
√O
H
FQ 5 1 [C
]O
√O
H
E
FL 5 2 [C
1
FL 5 18 [C
9
√c
Catatan:
TRIK SUPERKILAT
IL 5
1
_ 8 5 4 cm
3H1
Jadi jarak muatan FQ
terletak 4 cm di sebelah
kiri dari muatan FL .
Bila besar muatan tidak bisa langsung diakar. Sederhanakan dulu angka pada muatan, lalu akarkan.
Sekarang mari kita berlatih menentukan letak muatan ketiga yang gaya Coulombnya nol dari soal berikut!
1.
W 5 12 cm
H
E
FJ 5 E36 [C
FL 5 H4 [C
Letak muatan ketiga di sebelah kiri muatan yang angkanya paling kecil yakni FL .
Jarak muatan ketiga dari FL adalah IL 5
2.
√e
√Qfg√e
J
_ 12 5 _ 12 5 6 cm. (di sebelah kiri FL )
e
W 5 21 cm
E
FL 5 E50 [C
25
E
FJ 5 E8 [C
4
Letak muatan ketiga di antara kedua muatan.
Jarak muatan ketiga dari FL adalah IL 5
Dst… dst… dst…
√Jh
√Jhi√e
h
_ 21 5 _ 21 5 15 cm. (di sebelah kanan FL )
j
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 130
CONTOH SOAL
Menentukan besar gaya Coulomb dari dua muatan.
1. Muatan A bernilai 10 [C berada sejauh 0,5 m dari muatan B yang mempunyai nilai 2 [C. Gaya
yang dialami muatan B karena muatan A sebesar .... (6 5 9 _ 10l N m2 C-2)
A. 0,42 N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda,
B. 0,72 N
maka gunakan angka penting saja
C. 0,82 N
D. 0,92 N
FL FJ
1 _ 2 18
4
5
6
5
9
_
5
5 0,72 (Pasti jawabannya B)
E. 1,02 N
IJ
5J
25
2. Dua buah muatan yang berada di udara mempunyai muatan Fn 5 4 [C dan Fo 5 H6 [C. Jika
kedua muatan terpisah sejauh 2 cm, besar gaya elektrostatis dan sifatnya adalah ....
(6 5 9 _ 10l N m2 C-2)
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda,
A. 450 N, tarik-menarik
maka gunakan angka penting saja
B. 450 N, tolak-menolak
C. 540 N, tarik-menarik
FL FJ
4_6
4 5 6 J 5 9 _ J 5 54
D. 540 N, tolak-menolak
I
2
E. 600 N, tarik-menarik
(Karena muatan berbeda, maka terjadi gaya tarik. Pasti jawabannya C)
Menentukan resultan gaya Coulomb lebih dari dua muatan.
3. Dua buah muatan listrik Fp 5 6 [C dan Fq 5 H2 [C berjarak 6,0 cm satu sama lain. Bila muatan
1 [C diletakkan di tengah Fp dan Fq , maka resultan gaya yang dialami oleh muatan 1 [C adalah
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
....
A. 10 N
4p
E
H
E
3 cm
4q 3 cm
B. 20 N
A
B
C. 40 N
Fp Fs
Fq Fs
Fs
Σ4 5 4p E 4q 5 6
E6
5 6 J (Fp E Fq ) (sederhanakan karena Ips 5 Ipq 5 I 5 3cm)
D. 60 N
Ips J
Iqs J
I
E. 80 N
1
5 9_
4. Perhatikan gambar di bawah.
3J
_ (6 E 2) 5 8 (Pasti jawabannya E)
Ketiga muatan listrik FL , FJ dan FQ adalah segaris. Bila F 5 5 [C dan W 5 30 cm, maka besar dan
arah gaya listrik yang bekerja pada muatan F adalah ....
(6 5 9 _ 10l N m2 C-2) Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
4J
4L
A. 7,5 N menuju FL
E
E
E
B. 7,5 N menuju FJ
30
60
A
B
C. 15 N menuju FL
FL FQ
FJ FQ
D. 22,5 N menuju FL Σ4 5 4L H 4J 5 6 ILQ J H 6 IJQ J (ingat vektor arah ke kanan dianggap positif)
1,5 6 _ 5
3_5
E. 22,5 N menuju FJ
5. Perhatikan gambar di bawah!
A
B
EF
EF
5 t9 _
3J
u H t9 _
u 5 15 H 7,5 5 7,5 (Arah positif, artinya ke kanan)
6J
(Pasti jawabannya B)
HF
C
Jika AB 5 BC 5 3 cm dan F 5 2 _ 10gj C, gaya yang bekerja pada titik B sebesar ....
A. 0,4√2 N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
B. 0,4√3 N A EF
Fp Fq
2_2
C. 0,4√4 N
4p 5 6
5 9 _ J 5 4x
J
3
Ipq
Σ4 5 y4p J E 4s J 5 V4J E 4J 5 4√2 (Pasti jawaban A)
D. 0,5√2 N
HF
4q
Fs Fq
2_2
w
4s 5 6
59_ J 54
E. 0,5√3 N B EF
C
Isq J
3
v
4p
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 131
Menentukan besar kuat medan listrik oleh sebuah muatan.
6. Kuat medan di sebuah titik yang terletak 20 cm dari muatan 20 [C sebesar ....
A. 1,5 _ 10f N/C Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
B. 2,5 _ 10f N/C
C. 3,5 _ 10f N/C ; = 6 FJ = 9 _ 2J = 9 _ 1 = 4,5 (Pasti jawaban D)
I
2
2
D. 4,5 _ 10f N/C
E. 5,5 _ 10f N/C
Menentukan resultan kuat medan listrik dua atau lebih muatan.
7. Dua partikel masing-masing bermuatan Fp 5 1 [C dan Fq 5 4 [C diletakkan terpisah sejauh 4
cm (6 5 9 _ 10l N m2 C-2). Besar kuat medan listrik di tengah-tengah Fp dan Fq adalah ....
A. 6,75 _ 10j N/C Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
;q
;p
B. 4,50 _ 10j N/C
E
E
j
2
cm
2
cm
C. 4,20 _ 10 N/C A
B
D. 3,60 _ 10j N/C
Fp
Fq
6
E. 2,25 _ 10j N/C Σ; = ;p H ;q = 6 I J H 6 I J = I J (Fp E Fq ) (sederhanakan karena Ips = Ipq = I = 2 cm)
ps
8. Perhatikan gambar di bawah!
qs
=
9
27
_ (1 H 4) = H
= H6,75 (Pasti jawabannya A)
J
2
4
Diketahui FL 5 FJ 5 10 [C dan konstanta 6 5 9 _ 10l Nm2/C2, maka nilai dan arah kuat medan
listrik di titik P adalah ....
FL
FJ
Σ; = ;L E ;J = 6 J H 6 J
h
A. 1 _ 10 N/C menjauhi FJ
ILz
IJz
10 _ 10gf
10 _ 10gf
B. 9 _ 10h N/C menuju FJ
l
l
=
Y9
_
10
_
Z
E
Y9
_
10
_
Z
gJ
J
(3 _ 10 )
(10gJ )J
C. 1 _ 10l N/C menjauhi FJ
{
l
{
{
= (10 ) E (9 _ 10 ) = 10 _ 10 = 10 N/C (Arah menjauhi FJ )
D. 1 _ 10l N/C menuju FJ
E. 9 _ 10l N/C menjauhi FJ
9. Perhatikan gambar berikut ini!
Besar kuat medan listrik di titik A adalah .... (6 5 9 _ 10l N m2 C-2).
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
A. 9,0 _ 10j N/C
j
B. 7,5 _ 10 N/C
FL
FJ
Σ; = ;L E ;J = 6 J H 6 J
C. 7,2 _ 10j N/C
ILz
IJz
2
3
D. 6,0 _ 10j N/C
= t9 _ J u E t9 _ J u
E. 5,4 _ 10j N/C
2
3
10. Perhatikan gambar di bawah!
A
B
Fp
Fq
C
A
B
=
27 18
E
= 3 E 4,5 = 7,5 (Pasti jawaban B)
9
4
Fp
;p
Fq
C
;q
Jika AB 5 3 cm, BC 5 4 cm, Fp 5 H9 nC, dan Fq 5 16 nC, nilai kuat medan listrik di titik C
sebesar ....
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
A. 6,69 _ 10e N/C
Menurut aturan Pythagoras panjang }~ = √3J E 4J = 5 cm
B. 8,26 _ 10e N/C Maka cosinus sudut yang dibentuk oleh ; dan ; adalah H e
p
q
h
C. 9,24 _ 10e N/C
h
D. 1,02 _ 10 N/C
Fp
9
E. 1,24 _ 10h N/C ;p = 6 Ips J = 9 _ 5J = 3,24x
J
J
Fq
16
;q = 6
=9_ J =9 w
Iqs J
4
v
Σ; = y;p E ;q E 2;p ;q cos | = 6,69 (Pasti jawaban A)
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 132
Menentukan letak muatan ketiga yang gaya Coulomb atau kuat medan listriknya sama dengan nol.
11. Dua partikel A dan B bermuatan listrik E4 [C dan H100 [C terletak di udara seperti gambar
berikut.
Di sekitar muatan tersebut terdapat titik-titik P, Q, R, S dan T. Titik yang mempunyai
kemungkinan kuat medannya nol adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. T
Karena
dua muatan berbeda jenis, maka titik yang kuat medannya nol terletak di luar kedua muatan
B. S
dan berada di dekat muatan yang terkecil. Sehingga pasti titik tersebut adalah P.
C. R
D. Q
E. P
12. Perhatikan gambar di samping. Jika muatan – G terletak antara A dan B, dimanakah muatan – G
harus diletakkan sehingga gaya coulomb yang dialaminya nol?
A. 3 cm dari muatan B TRIK SUPERKILAT:
B. 4 cm dari muatan B Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga
terletak di tengah-tengah kedua muatan.
C. 5 cm dari muatan B
D. 3 cm dari muatan A
1
VFp
√1
_W 5
_ 9 5 _ 9 5 3 cm dari A (6 cm dari B)
E. 6 cm dari muatan A Ip 5
3
VFp E VFq
√1 E √4
13. Perhatikan gambar di samping! Kuat medan bernilai nol terletak di ....
A. 4 cm di sebelah kiri FJ TRIK SUPERKILAT:
F 5 4 [C
FJ 5 9 [C
B. 4 cm di sebelah kanan FLKedua muatan berjenis sama, maka muatan L
E
E
C. 4 cm di sebelah kiri FL ketiga terletak di tengah-tengah.
10 cm
D. 4 cm di sebelah kanan FJ
2
VFL
√4
_W5
_ 10 5 _ 10 5 4 cm kanan dari FL (6 cm kiri dari FJ )
E. 5 cm di antara FL dan FJ IL 5
5
VFL E VFJ
√4 E √9
14. Muatan listrik EFL dan EFJ berjarak 9 cm satu sama lain dan besar muatan FJ 5 4FL . Letak titik
P yang kuat medan listriknya nol adalah ....
A. 2 cm dari muatan FL TRIK SUPERKILAT:
B. 3 cm dari muatan FL Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga terletak di tengah-tengah.
C. 4 cm dari muatan FJ
1
√1
VFL
D. 6 cm dari muatan FL IL 5
_W 5
_ 9 5 _ 9 5 3 cm dari FL (6 cm dari FJ )
3
√1 E √4
VFL E VFJ
E. 7 cm dari muatan FJ
15. Tiga muatan listrik disusun seperti gambar di samping.
Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik
muatan GL dan GJ , maka nilai • adalah ....
A. 4 cm
TRIK SUPERKILAT:
Kedua muatan berlainan jenis, maka muatan ketiga terletak di luar kedua
B. 5 cm
muatan tetapi di dekat muatan terkecil.
C. 6 cm
Sederhanakan dulu muatan, biar bisa di akar ☺ Berarti FL 5 1 dan FJ 5 4.
D. 7 cm
1
VFL
√1
E. 8 cm
IL 5 d
d_W 5d
d _ 4 5 _ 4 5 4 cm dari FL (8 cm dari FJ )
VFL H VFJ
√1 H √4
1
Menentukan muatan lain yang menyebabkan gaya Coulomb atau kuat medan listrik muatan ketiga
sama dengan nol.
16. Muatan listrik EFL 5 10 [C, EFJ 5 20 [C dan FQ terpisah seperti pada gambar di udara.
Agar gaya coulomb yang bekerja di muatan FJ 5 nol, maka muatan FQ adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. E2,5 [C
Jika
muatan ketiga terletak yang kuat medan listriknya nol di tengah-tengah,
B. H2,5 [C
maka artinya kedua muatan sama jenisnya. Sehingga muatan FQ pasti positif.
C. E25 [C
D. H25 [C
Pada kuat medan yang konstan, muatan berbanding lurus dengan kuadrat jarak.
E. E4 [C
Karena muatan FQ berjarak separuh dari FL , artinya muatan FQ adalah
seperempat dari muatan FL . Jadi FQ 5 E2,5 [C
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 133
Membandingkan besar gaya Coulomb pada dua kondisi berbeda.
17. Tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar.
Resultan gaya yang bekerja pada muatan EF adalah 4L . Jika muatan H2F digeser menjauhi
muatan EF sejauh @, maka resultan gaya yang bekerja pada muatan EF menjadi 4J . Nilai
perbandingan 4L dan 4J adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 2 : 5
Karena muatan berbeda jenis maka resultan gaya pada muatan EF adalah jumlah dari
B. 5 : 2
gaya yang diakibatkan oleh masing-masing muatan. Sehingga gaya oleh masing-masing
L
C. 5 : 8
muatan adalah 4L . Jika muatan H2F digeser sejauh @ (artinya jaraknya menjadi 2 kali
J
L
L
D. 8 : 1
dari sebelumnya), maka besarnya gaya menjadi kali lebih kecil, yakni menjadi 4L .
{
e
E. 8 : 5
1
1
4L ∶ 4J 5 4L ∶ t 4L E 4L u ⇒ 4L ∶ 4J 5 8 ∶ 5
2
8
18. Dua buah muatan listrik yang nilainya sama diletakkan pada jarak 1 meter, sehingga terjadi
gaya coulomb sebesar 4L Newton. Ketika jarak keduanya diubah menjadi dua kali semula, gaya
coulomb yang dialami menjadi 4J . Perbandingan 4L ∶ 4J adalah ....
A. 1 : 2
TRIK SUPERKILAT:
Ingat! Besar gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika
B. 2 : 1
jaraknya menjadi dua kali semula, maka besar gaya malah menjadi lebih
C. 1 : 4
kecil empat kali semula. Jadi perbandingannya adalah:
D. 4 : 1
1
E. 3 : 2
4J 5 4L ⇒ 4L ∶ 4J 5 4 ∶ 1
4
19. Muatan FL , FJ , dan FQ diletakkan segaris seperti gambar di bawah ini. (6 5 konstanta dielektrik
medium)
FL 5 9 [C
A
FJ 5 9 [C
2 cm
FQ 5 18 [C
2 cm
B
C
2 cm
D
Jika muatan FQ digeser dari titik C ke D, perbandingan besar gaya Coulomb pada muatan FJ
sebelum dan sesudah FQ digeser adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 9 : 1
Pada kondisi sebelum N„ digeser.
digeser. Misal, 4p adalah • maka besarnya 4s 5 2• (karena FQ 5 2FL , dan
B. 9 : 4
IL 5 IQ ) Jadi resultannya adalah 4L 5 2• H • 5 •
C. 4 : 1
L
L
Pada kondisi setelah
setelah N„ digeser.
digeser. Misal, 4p adalah •, 4s 5 2• maka besarnya 4… 5 e 4s 5 J • (karena
D. 2 : 1
L
L
I… 5 2Is ) Jadi resultannya adalah 4L 5 • H • 5 H •
J
J
E. 1 : 2
1
4L ∶ 4J 5 • ∶ • ⇒ 4L ∶ 4J 5 2 ∶ 1
2
20. Sistem dengan 3 muatan bebas yang sama besar diletakkan dalam satu garis sehingga seimbang
seperti gambar berikut.
FL
FJ
E
_
4J
L
•
FQ
E
4L
•
Jika FQ digeser • mendekati FJ , perbandingan besar gaya Coulomb 4L : 4J menjadi ....
Q
A. 1 : 3
TRIK SUPERKILAT:
B. 1 : 9
l
J
Misal 4L adalah @ maka besarnya 4J 5 @ (karena FQ 5 FL , dan IQJ 5 ILJ)
C. 4 : 9
e
Q
Jadi
perbandingannya
adalah:
D. 9 : 1
9
E. 9 : 4
4L ∶ 4J 5 • ∶ • ⇒ 4L ∶ 4J 5 4 ∶ 9
4
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 134
Menentukan
Menentukan besar gaya Coulomb pada dua kondisi berbeda.
21. Dua muatan listrik yang terpisahkan sejauh 10 cm mengalami gaya tarik-menarik (4p ) sebesar
10 N. Gaya tarik antara kedua muatan jika terpisah sejauh 5 cm sebesar ....
A. 10 N TRIK SUPERKILAT:
B. 20 N Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
C. 30 N Jika jaraknya diperkecil 2 kali (dari 10 cm menjadi 5 cm), maka besarnya gaya Coulomb
D. 40 N menjadi lebih besar 4 kali sebelumnya.
E. 50 N Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 40 N.
22. Dua buah muatan listrik identik tetapi bermuatan tidak sama diletakkan terpisah seperti
gambar. 4 adalah gaya elektrostatis pada kedua muatan.
L
Jika jarak kedua muatan dijadikan I, maka gaya elektrostatis yang bekerja pada tiap muatan
J
adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 84
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
B. 44
Q
Jika jaraknya diperkecil 2 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih besar 4 kali
C. 4
D.
E.
J
L
J
L
e
4
4
sebelumnya.
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 44.
23. Dua muatan listrik yang besarnya sama, namun berlainan tanda terpisah pada jarak I sehingga
timbul gaya elektrostatis sebesar 4 seperti gambar di bawah ini!
Jika jarak kedua muatan dijadikan 3I, maka gaya elektrostatis yang bekerja pada tiap muatan
adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 94
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
B. 34
Jika jaraknya diperbesar 3 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih kecil 9 kali
C. 4
sebelumnya.
L
L
D. 4
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 4.
E.
Q
L
l
4
l
24. Titik A dan B masing-masing bermuatan listrik H10 [C dan 40 [C. Mula-mula kedua muatan
diletakkan terpisah 0,5 meter sehingga timbul gaya coulomb 4 Newton. Jika jarak A dan B
diubah menjadi 1,5 meter, maka gaya coulomb yang timbul adalah ....
L
A. 4
TRIK SUPERKILAT:
B.
l
L
Q
Q
4
4
C.
J
D. 3 4
E. 9 4
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Jika jaraknya diperbesar 3 kali (dari 0,5 m menjadi 1,5 m), maka besarnya gaya Coulomb
menjadi lebih kecil 9 kali sebelumnya.
L
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 4.
l
25. Dua muatan berjarak 2 meter berada di udara. Apabila jarak kedua muatan dijadikan 6 kali
semula, maka besar gaya coulomb menjadi ....
L
A. kali semula
J
B.
C.
D.
E.
L
kali semula
e
L
l
L
kali semula
Lf
L
Qf
kali semula
kali semula
TRIK SUPERKILAT:
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Jika jaraknya diperbesar 6 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih kecil 9 kali
sebelumnya.
L
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah Qf 4.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 135
Membandingkan besar kuat medan listrik pada dua kondisi berbeda.
L
26. Dua muatan sejenis FL dan FJ terpisah sejauh I. Jika FJ digeser mendekati FL sejauh I,
J
perbandingan kuat medan yang dialami FJ pada keadaan awal dan akhir adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 4 : 1
L
Misal ;L adalah @ maka besarnya ;J = 4@ (karena IJ = J IL )
B. 2 : 1
Jadi perbandingannya adalah:
C. 1 : 4
;L ∶ ;J 5 @ ∶ 4@ ⇒ 4L ∶ 4J = 1 ∶ 4
D. 1 : 2
E. 1 : 1
27. Dua buah muatan sejenis dijauhkan sebesar 2 kali jarak semula. Perbandingan kuat medan pada
keadaan awal dengan akhir adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 1 : 4
Ingat! Besar kuat medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat
B. 1 : 3
jarak. Jika jaraknya menjadi dua kali semula, maka besar kuat medan
C. 2 : 3
listrik malah menjadi lebih kecil empat kali semula. Jadi
D. 4 : 1
perbandingannya adalah:
E. 5 : 4
1
;J = ;L ⇒ ;L ∶ ;J = 4 ∶ 1
4
Menentukan
Menentukan besar kuat medan listrik pada dua kondisi berbeda.
28. Pada gambar berikut, AB = 2AC; AC = 2CD
Jika kuat medan listrik di C sebesar E, maka kuat medan listrik di titik D sebesar ....
e‡
TRIK SUPERKILAT:
A.
E
L
B.
C.
D.
E.
l
J‡
l
Lh
Q
L‡
Q
h
f
E
E
E
E
Resultan kuat medan di titik C adalah Σ;s 5 ;p E ;q 5 ; ⇒ ;p 5 ;q 5 ;
J
Ingat, kuat medan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
e
J
Q
Muatan A diperbesar kali jaraknya ;p ‰ 5 Š ‹ ;p 5 ;
l
l
J
Muatan B diperkecil dua kali jaraknya ;q ‰ 5 4;q = 2;
J
Maka, resultan kuat medan di titik D adalah Σ;… 5 ;p ‰ E ;q ‰ 5 Š ; E 2;‹ 5
l
J‡
l
;
29. Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang
terpisah sejauh @. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 N/C. Jika titik A tersebut digeser
L
@ mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik titik A setelah digeser menjadi
e
TRIK SUPERKILAT:
....
Resultan kuat medan di titik A adalah Σ;p 5 ;L E ;J 5 36 N/C ⇒ ;L 5 ;J 5 18 N/C
L
Q
L
Q
A. 4 N/C
Titik A digeser @ artinya IL 5 @ dan IJ 5 @, jarak muatan pertama diperbesar kali dan jarak
e
e
e
J
B. 16 N/C
muatan kedua diperkecil 2 kali.
C. 32 N/C
e
Q
J
Muatan 1 diperbesar kali jaraknya ;L ‰ 5 Š ‹ ;L 5 (18) 5 4
l
J
l
D. 40 N/C
Muatan 2 diperkecil dua kali jaraknya ;J ‰ = 4;J = 2(18) = 36
E. 80 N/C
Maka, resultan kuat medan di titik A setelah digeser adalah Σ; 5 ; ‰ E ; ‰ 5 (4 E 36) = 40 N/C
p
L
J
30. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com. Contoh soal lainnya
menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi terus posting
tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di http://pak-anang.blogspot.com.
Terima kasih.
Ringkasan materi UN Fisika SMA ini disusun sesuai dengan prediksi yang Pak Anang tulis di http://pakanang.blogspot.com/2011/12/prediksi-soal-un-fisika-sma-2012.html.
Jika adik-adik butuh ’bocoran’ naskah soal Ujian Nasional tahun 2012, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2011/12/bocoran-soal-ujian-nasional-matematika.html
dan
untuk
’bocoran’ naskah soal Ujian Nasional tahun 2012 untuk mata pelajaran Fisika, adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2011/12/bocoran-soal-ujian-nasional-fisika-2012.html.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2012 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2011/12/kisi-kisi-skl-un-2012_19.html.
Terimakasih,
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 136
Pak Anang.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 137
TAHUN PELAJARAN 2011/2012
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2012
Disusun Oleh :
Pak Anang
Kumpulan SMART SOLUTION dan TRIK SUPERKILAT
Ringkasan Materi UN Fisika SMA
Per Indikator KisiKisi-Kisi UN 2012
By Pak Anang (http://pakhttp://pak-anang.blogspot.com)
anang.blogspot.com)
SKL 5. Memahami konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan dan penerapannya dalam berbagai
penyelesaian masalah.
5.1. Menentukan besaranbesaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum Coulomb.
Coulomb.
Hukum Coulomb
456
E
F
E
F
78
Medan Listrik
;56
9:
8
9:
G
E
FL
K
H
H
K
I
E
I
FJ
G
Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik.
Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak.
Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb
Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb
=>?@A!!! Gaya Coulomb dan Medan Listrik
adalah besaran vektor.
Sejajar Dijumlah atau dikurang
Tegak lurus Aturan Pythagoras
Tidak Sejajar Tidak Tegak Lurus Aturan Cosinus
Lebih dari dua vektor
Menguraikan vektor
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 128
TRIK SUPERKILAT:
Menentukan letak muatan ketiga yang Gaya Coulombnya atau Medan Listriknya sama dengan nol.
Misalkan muatan NO dan NP memiliki jenis yang sama. (Muatan ketiga letaknya di antara dua muatan)
Lalu letakkan muatan ketiga (FQ ) diantara FL dan FJ . (jenis muatan FQ terserah)
Gambarkan semua gaya Coulomb yang bekerja pada muatan FQ .
Ingat! Muatan sejenis tarik-menarik, muatan berbeda tolak-menolak.
4QJ
E
FL
IL
W
E
FQ
4QL
E
FJ
IJ
Resultan gaya Coulomb pada muatan FQ adalah:
Σ4Q 5 4QL H 4QJ ⇒ 4QL 5 4QJ
Sehingga,
4QL
FL FQ
⇔6 J
IL
FL
⇔
IL J
VFL
⇔
IL
Jadi nilai IJ 5
5 4QJ
FJ FQ
5 6 J (coret 6 dan FQ )
IJ
FJ
5 J (kedua ruas diakar)
IJ
VFJ
5
IJ
VFJ
VFL
IL
Sekarang perhatikan jarak W 5 IL E IJ , kan?
Sehingga substitusikan IQJ ,
VFJ
VFL E VFJ
W 5 IL E Y
IL Z ⇒ W 5 Y
Z IL
VFL
VFL
Kesimpulannya:
IL 5 Y
VFL
VFL E VFJ
ZW
VFJ
IJ 5 Y
ZW
VFL E VFJ
LOGIKA PRAKTIS
Contoh Soal:
Misalkan kita hendak mencari jarak muatan ketiga (FQ ) dari muatan pertama (FL ) yakni sejauh IQL .
Akarkan semua muatan. Abaikan satuan [C, ambil angka pentingnya saja. (FQ tidak berpengaruh)
E
FL 5 4[C
√b
]O
√b
W 5 15 cm
TRIK SUPERKILAT
E
E
FQ 5 1 [C
FJ 5 9 [C
√c
IL 5
3
2
_ 15 5 6 cm
2E3
Jadi jarak muatan FQ terletak 6 cm di sebelah
kanan dari muatan FL .
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 129
Menentukan letak muatan ketiga yang Gaya Coulombnya atau Medan Listriknya sama dengan nol.
Misalkan muatan NO dan NP berbeda jenis. (Muatan ketiga dekat dengan muatan yang paling kecil)
Dengan cara yang sama, kita dapatkan kesimpulan:
IL 5 d
VFL
VFJ H VFL
dW
IJ 5 d
VFJ
VFJ H VFL
dW
LOGIKA PRAKTIS
Contoh Soal:
Misalkan kita hendak mencari jarak muatan ketiga (FQ ) dari muatan pertama (FL ) yakni sejauh IL.
Akarkan semua muatan. Abaikan satuan [C, ambil angka pentingnya saja. (FQ tidak berpengaruh)
W 5 8 cm
√O
H
FQ 5 1 [C
]O
√O
H
E
FL 5 2 [C
1
FL 5 18 [C
9
√c
Catatan:
TRIK SUPERKILAT
IL 5
1
_ 8 5 4 cm
3H1
Jadi jarak muatan FQ
terletak 4 cm di sebelah
kiri dari muatan FL .
Bila besar muatan tidak bisa langsung diakar. Sederhanakan dulu angka pada muatan, lalu akarkan.
Sekarang mari kita berlatih menentukan letak muatan ketiga yang gaya Coulombnya nol dari soal berikut!
1.
W 5 12 cm
H
E
FJ 5 E36 [C
FL 5 H4 [C
Letak muatan ketiga di sebelah kiri muatan yang angkanya paling kecil yakni FL .
Jarak muatan ketiga dari FL adalah IL 5
2.
√e
√Qfg√e
J
_ 12 5 _ 12 5 6 cm. (di sebelah kiri FL )
e
W 5 21 cm
E
FL 5 E50 [C
25
E
FJ 5 E8 [C
4
Letak muatan ketiga di antara kedua muatan.
Jarak muatan ketiga dari FL adalah IL 5
Dst… dst… dst…
√Jh
√Jhi√e
h
_ 21 5 _ 21 5 15 cm. (di sebelah kanan FL )
j
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 130
CONTOH SOAL
Menentukan besar gaya Coulomb dari dua muatan.
1. Muatan A bernilai 10 [C berada sejauh 0,5 m dari muatan B yang mempunyai nilai 2 [C. Gaya
yang dialami muatan B karena muatan A sebesar .... (6 5 9 _ 10l N m2 C-2)
A. 0,42 N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda,
B. 0,72 N
maka gunakan angka penting saja
C. 0,82 N
D. 0,92 N
FL FJ
1 _ 2 18
4
5
6
5
9
_
5
5 0,72 (Pasti jawabannya B)
E. 1,02 N
IJ
5J
25
2. Dua buah muatan yang berada di udara mempunyai muatan Fn 5 4 [C dan Fo 5 H6 [C. Jika
kedua muatan terpisah sejauh 2 cm, besar gaya elektrostatis dan sifatnya adalah ....
(6 5 9 _ 10l N m2 C-2)
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda,
A. 450 N, tarik-menarik
maka gunakan angka penting saja
B. 450 N, tolak-menolak
C. 540 N, tarik-menarik
FL FJ
4_6
4 5 6 J 5 9 _ J 5 54
D. 540 N, tolak-menolak
I
2
E. 600 N, tarik-menarik
(Karena muatan berbeda, maka terjadi gaya tarik. Pasti jawabannya C)
Menentukan resultan gaya Coulomb lebih dari dua muatan.
3. Dua buah muatan listrik Fp 5 6 [C dan Fq 5 H2 [C berjarak 6,0 cm satu sama lain. Bila muatan
1 [C diletakkan di tengah Fp dan Fq , maka resultan gaya yang dialami oleh muatan 1 [C adalah
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
....
A. 10 N
4p
E
H
E
3 cm
4q 3 cm
B. 20 N
A
B
C. 40 N
Fp Fs
Fq Fs
Fs
Σ4 5 4p E 4q 5 6
E6
5 6 J (Fp E Fq ) (sederhanakan karena Ips 5 Ipq 5 I 5 3cm)
D. 60 N
Ips J
Iqs J
I
E. 80 N
1
5 9_
4. Perhatikan gambar di bawah.
3J
_ (6 E 2) 5 8 (Pasti jawabannya E)
Ketiga muatan listrik FL , FJ dan FQ adalah segaris. Bila F 5 5 [C dan W 5 30 cm, maka besar dan
arah gaya listrik yang bekerja pada muatan F adalah ....
(6 5 9 _ 10l N m2 C-2) Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
4J
4L
A. 7,5 N menuju FL
E
E
E
B. 7,5 N menuju FJ
30
60
A
B
C. 15 N menuju FL
FL FQ
FJ FQ
D. 22,5 N menuju FL Σ4 5 4L H 4J 5 6 ILQ J H 6 IJQ J (ingat vektor arah ke kanan dianggap positif)
1,5 6 _ 5
3_5
E. 22,5 N menuju FJ
5. Perhatikan gambar di bawah!
A
B
EF
EF
5 t9 _
3J
u H t9 _
u 5 15 H 7,5 5 7,5 (Arah positif, artinya ke kanan)
6J
(Pasti jawabannya B)
HF
C
Jika AB 5 BC 5 3 cm dan F 5 2 _ 10gj C, gaya yang bekerja pada titik B sebesar ....
A. 0,4√2 N
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
B. 0,4√3 N A EF
Fp Fq
2_2
C. 0,4√4 N
4p 5 6
5 9 _ J 5 4x
J
3
Ipq
Σ4 5 y4p J E 4s J 5 V4J E 4J 5 4√2 (Pasti jawaban A)
D. 0,5√2 N
HF
4q
Fs Fq
2_2
w
4s 5 6
59_ J 54
E. 0,5√3 N B EF
C
Isq J
3
v
4p
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 131
Menentukan besar kuat medan listrik oleh sebuah muatan.
6. Kuat medan di sebuah titik yang terletak 20 cm dari muatan 20 [C sebesar ....
A. 1,5 _ 10f N/C Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
B. 2,5 _ 10f N/C
C. 3,5 _ 10f N/C ; = 6 FJ = 9 _ 2J = 9 _ 1 = 4,5 (Pasti jawaban D)
I
2
2
D. 4,5 _ 10f N/C
E. 5,5 _ 10f N/C
Menentukan resultan kuat medan listrik dua atau lebih muatan.
7. Dua partikel masing-masing bermuatan Fp 5 1 [C dan Fq 5 4 [C diletakkan terpisah sejauh 4
cm (6 5 9 _ 10l N m2 C-2). Besar kuat medan listrik di tengah-tengah Fp dan Fq adalah ....
A. 6,75 _ 10j N/C Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
;q
;p
B. 4,50 _ 10j N/C
E
E
j
2
cm
2
cm
C. 4,20 _ 10 N/C A
B
D. 3,60 _ 10j N/C
Fp
Fq
6
E. 2,25 _ 10j N/C Σ; = ;p H ;q = 6 I J H 6 I J = I J (Fp E Fq ) (sederhanakan karena Ips = Ipq = I = 2 cm)
ps
8. Perhatikan gambar di bawah!
qs
=
9
27
_ (1 H 4) = H
= H6,75 (Pasti jawabannya A)
J
2
4
Diketahui FL 5 FJ 5 10 [C dan konstanta 6 5 9 _ 10l Nm2/C2, maka nilai dan arah kuat medan
listrik di titik P adalah ....
FL
FJ
Σ; = ;L E ;J = 6 J H 6 J
h
A. 1 _ 10 N/C menjauhi FJ
ILz
IJz
10 _ 10gf
10 _ 10gf
B. 9 _ 10h N/C menuju FJ
l
l
=
Y9
_
10
_
Z
E
Y9
_
10
_
Z
gJ
J
(3 _ 10 )
(10gJ )J
C. 1 _ 10l N/C menjauhi FJ
{
l
{
{
= (10 ) E (9 _ 10 ) = 10 _ 10 = 10 N/C (Arah menjauhi FJ )
D. 1 _ 10l N/C menuju FJ
E. 9 _ 10l N/C menjauhi FJ
9. Perhatikan gambar berikut ini!
Besar kuat medan listrik di titik A adalah .... (6 5 9 _ 10l N m2 C-2).
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
A. 9,0 _ 10j N/C
j
B. 7,5 _ 10 N/C
FL
FJ
Σ; = ;L E ;J = 6 J H 6 J
C. 7,2 _ 10j N/C
ILz
IJz
2
3
D. 6,0 _ 10j N/C
= t9 _ J u E t9 _ J u
E. 5,4 _ 10j N/C
2
3
10. Perhatikan gambar di bawah!
A
B
Fp
Fq
C
A
B
=
27 18
E
= 3 E 4,5 = 7,5 (Pasti jawaban B)
9
4
Fp
;p
Fq
C
;q
Jika AB 5 3 cm, BC 5 4 cm, Fp 5 H9 nC, dan Fq 5 16 nC, nilai kuat medan listrik di titik C
sebesar ....
Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.
A. 6,69 _ 10e N/C
Menurut aturan Pythagoras panjang }~ = √3J E 4J = 5 cm
B. 8,26 _ 10e N/C Maka cosinus sudut yang dibentuk oleh ; dan ; adalah H e
p
q
h
C. 9,24 _ 10e N/C
h
D. 1,02 _ 10 N/C
Fp
9
E. 1,24 _ 10h N/C ;p = 6 Ips J = 9 _ 5J = 3,24x
J
J
Fq
16
;q = 6
=9_ J =9 w
Iqs J
4
v
Σ; = y;p E ;q E 2;p ;q cos | = 6,69 (Pasti jawaban A)
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 132
Menentukan letak muatan ketiga yang gaya Coulomb atau kuat medan listriknya sama dengan nol.
11. Dua partikel A dan B bermuatan listrik E4 [C dan H100 [C terletak di udara seperti gambar
berikut.
Di sekitar muatan tersebut terdapat titik-titik P, Q, R, S dan T. Titik yang mempunyai
kemungkinan kuat medannya nol adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. T
Karena
dua muatan berbeda jenis, maka titik yang kuat medannya nol terletak di luar kedua muatan
B. S
dan berada di dekat muatan yang terkecil. Sehingga pasti titik tersebut adalah P.
C. R
D. Q
E. P
12. Perhatikan gambar di samping. Jika muatan – G terletak antara A dan B, dimanakah muatan – G
harus diletakkan sehingga gaya coulomb yang dialaminya nol?
A. 3 cm dari muatan B TRIK SUPERKILAT:
B. 4 cm dari muatan B Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga
terletak di tengah-tengah kedua muatan.
C. 5 cm dari muatan B
D. 3 cm dari muatan A
1
VFp
√1
_W 5
_ 9 5 _ 9 5 3 cm dari A (6 cm dari B)
E. 6 cm dari muatan A Ip 5
3
VFp E VFq
√1 E √4
13. Perhatikan gambar di samping! Kuat medan bernilai nol terletak di ....
A. 4 cm di sebelah kiri FJ TRIK SUPERKILAT:
F 5 4 [C
FJ 5 9 [C
B. 4 cm di sebelah kanan FLKedua muatan berjenis sama, maka muatan L
E
E
C. 4 cm di sebelah kiri FL ketiga terletak di tengah-tengah.
10 cm
D. 4 cm di sebelah kanan FJ
2
VFL
√4
_W5
_ 10 5 _ 10 5 4 cm kanan dari FL (6 cm kiri dari FJ )
E. 5 cm di antara FL dan FJ IL 5
5
VFL E VFJ
√4 E √9
14. Muatan listrik EFL dan EFJ berjarak 9 cm satu sama lain dan besar muatan FJ 5 4FL . Letak titik
P yang kuat medan listriknya nol adalah ....
A. 2 cm dari muatan FL TRIK SUPERKILAT:
B. 3 cm dari muatan FL Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga terletak di tengah-tengah.
C. 4 cm dari muatan FJ
1
√1
VFL
D. 6 cm dari muatan FL IL 5
_W 5
_ 9 5 _ 9 5 3 cm dari FL (6 cm dari FJ )
3
√1 E √4
VFL E VFJ
E. 7 cm dari muatan FJ
15. Tiga muatan listrik disusun seperti gambar di samping.
Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik
muatan GL dan GJ , maka nilai • adalah ....
A. 4 cm
TRIK SUPERKILAT:
Kedua muatan berlainan jenis, maka muatan ketiga terletak di luar kedua
B. 5 cm
muatan tetapi di dekat muatan terkecil.
C. 6 cm
Sederhanakan dulu muatan, biar bisa di akar ☺ Berarti FL 5 1 dan FJ 5 4.
D. 7 cm
1
VFL
√1
E. 8 cm
IL 5 d
d_W 5d
d _ 4 5 _ 4 5 4 cm dari FL (8 cm dari FJ )
VFL H VFJ
√1 H √4
1
Menentukan muatan lain yang menyebabkan gaya Coulomb atau kuat medan listrik muatan ketiga
sama dengan nol.
16. Muatan listrik EFL 5 10 [C, EFJ 5 20 [C dan FQ terpisah seperti pada gambar di udara.
Agar gaya coulomb yang bekerja di muatan FJ 5 nol, maka muatan FQ adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. E2,5 [C
Jika
muatan ketiga terletak yang kuat medan listriknya nol di tengah-tengah,
B. H2,5 [C
maka artinya kedua muatan sama jenisnya. Sehingga muatan FQ pasti positif.
C. E25 [C
D. H25 [C
Pada kuat medan yang konstan, muatan berbanding lurus dengan kuadrat jarak.
E. E4 [C
Karena muatan FQ berjarak separuh dari FL , artinya muatan FQ adalah
seperempat dari muatan FL . Jadi FQ 5 E2,5 [C
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 133
Membandingkan besar gaya Coulomb pada dua kondisi berbeda.
17. Tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar.
Resultan gaya yang bekerja pada muatan EF adalah 4L . Jika muatan H2F digeser menjauhi
muatan EF sejauh @, maka resultan gaya yang bekerja pada muatan EF menjadi 4J . Nilai
perbandingan 4L dan 4J adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 2 : 5
Karena muatan berbeda jenis maka resultan gaya pada muatan EF adalah jumlah dari
B. 5 : 2
gaya yang diakibatkan oleh masing-masing muatan. Sehingga gaya oleh masing-masing
L
C. 5 : 8
muatan adalah 4L . Jika muatan H2F digeser sejauh @ (artinya jaraknya menjadi 2 kali
J
L
L
D. 8 : 1
dari sebelumnya), maka besarnya gaya menjadi kali lebih kecil, yakni menjadi 4L .
{
e
E. 8 : 5
1
1
4L ∶ 4J 5 4L ∶ t 4L E 4L u ⇒ 4L ∶ 4J 5 8 ∶ 5
2
8
18. Dua buah muatan listrik yang nilainya sama diletakkan pada jarak 1 meter, sehingga terjadi
gaya coulomb sebesar 4L Newton. Ketika jarak keduanya diubah menjadi dua kali semula, gaya
coulomb yang dialami menjadi 4J . Perbandingan 4L ∶ 4J adalah ....
A. 1 : 2
TRIK SUPERKILAT:
Ingat! Besar gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika
B. 2 : 1
jaraknya menjadi dua kali semula, maka besar gaya malah menjadi lebih
C. 1 : 4
kecil empat kali semula. Jadi perbandingannya adalah:
D. 4 : 1
1
E. 3 : 2
4J 5 4L ⇒ 4L ∶ 4J 5 4 ∶ 1
4
19. Muatan FL , FJ , dan FQ diletakkan segaris seperti gambar di bawah ini. (6 5 konstanta dielektrik
medium)
FL 5 9 [C
A
FJ 5 9 [C
2 cm
FQ 5 18 [C
2 cm
B
C
2 cm
D
Jika muatan FQ digeser dari titik C ke D, perbandingan besar gaya Coulomb pada muatan FJ
sebelum dan sesudah FQ digeser adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 9 : 1
Pada kondisi sebelum N„ digeser.
digeser. Misal, 4p adalah • maka besarnya 4s 5 2• (karena FQ 5 2FL , dan
B. 9 : 4
IL 5 IQ ) Jadi resultannya adalah 4L 5 2• H • 5 •
C. 4 : 1
L
L
Pada kondisi setelah
setelah N„ digeser.
digeser. Misal, 4p adalah •, 4s 5 2• maka besarnya 4… 5 e 4s 5 J • (karena
D. 2 : 1
L
L
I… 5 2Is ) Jadi resultannya adalah 4L 5 • H • 5 H •
J
J
E. 1 : 2
1
4L ∶ 4J 5 • ∶ • ⇒ 4L ∶ 4J 5 2 ∶ 1
2
20. Sistem dengan 3 muatan bebas yang sama besar diletakkan dalam satu garis sehingga seimbang
seperti gambar berikut.
FL
FJ
E
_
4J
L
•
FQ
E
4L
•
Jika FQ digeser • mendekati FJ , perbandingan besar gaya Coulomb 4L : 4J menjadi ....
Q
A. 1 : 3
TRIK SUPERKILAT:
B. 1 : 9
l
J
Misal 4L adalah @ maka besarnya 4J 5 @ (karena FQ 5 FL , dan IQJ 5 ILJ)
C. 4 : 9
e
Q
Jadi
perbandingannya
adalah:
D. 9 : 1
9
E. 9 : 4
4L ∶ 4J 5 • ∶ • ⇒ 4L ∶ 4J 5 4 ∶ 9
4
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 134
Menentukan
Menentukan besar gaya Coulomb pada dua kondisi berbeda.
21. Dua muatan listrik yang terpisahkan sejauh 10 cm mengalami gaya tarik-menarik (4p ) sebesar
10 N. Gaya tarik antara kedua muatan jika terpisah sejauh 5 cm sebesar ....
A. 10 N TRIK SUPERKILAT:
B. 20 N Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
C. 30 N Jika jaraknya diperkecil 2 kali (dari 10 cm menjadi 5 cm), maka besarnya gaya Coulomb
D. 40 N menjadi lebih besar 4 kali sebelumnya.
E. 50 N Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 40 N.
22. Dua buah muatan listrik identik tetapi bermuatan tidak sama diletakkan terpisah seperti
gambar. 4 adalah gaya elektrostatis pada kedua muatan.
L
Jika jarak kedua muatan dijadikan I, maka gaya elektrostatis yang bekerja pada tiap muatan
J
adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 84
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
B. 44
Q
Jika jaraknya diperkecil 2 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih besar 4 kali
C. 4
D.
E.
J
L
J
L
e
4
4
sebelumnya.
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 44.
23. Dua muatan listrik yang besarnya sama, namun berlainan tanda terpisah pada jarak I sehingga
timbul gaya elektrostatis sebesar 4 seperti gambar di bawah ini!
Jika jarak kedua muatan dijadikan 3I, maka gaya elektrostatis yang bekerja pada tiap muatan
adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 94
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
B. 34
Jika jaraknya diperbesar 3 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih kecil 9 kali
C. 4
sebelumnya.
L
L
D. 4
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 4.
E.
Q
L
l
4
l
24. Titik A dan B masing-masing bermuatan listrik H10 [C dan 40 [C. Mula-mula kedua muatan
diletakkan terpisah 0,5 meter sehingga timbul gaya coulomb 4 Newton. Jika jarak A dan B
diubah menjadi 1,5 meter, maka gaya coulomb yang timbul adalah ....
L
A. 4
TRIK SUPERKILAT:
B.
l
L
Q
Q
4
4
C.
J
D. 3 4
E. 9 4
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Jika jaraknya diperbesar 3 kali (dari 0,5 m menjadi 1,5 m), maka besarnya gaya Coulomb
menjadi lebih kecil 9 kali sebelumnya.
L
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 4.
l
25. Dua muatan berjarak 2 meter berada di udara. Apabila jarak kedua muatan dijadikan 6 kali
semula, maka besar gaya coulomb menjadi ....
L
A. kali semula
J
B.
C.
D.
E.
L
kali semula
e
L
l
L
kali semula
Lf
L
Qf
kali semula
kali semula
TRIK SUPERKILAT:
Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Jika jaraknya diperbesar 6 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih kecil 9 kali
sebelumnya.
L
Jadi gaya Coulomb sekarang adalah Qf 4.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 135
Membandingkan besar kuat medan listrik pada dua kondisi berbeda.
L
26. Dua muatan sejenis FL dan FJ terpisah sejauh I. Jika FJ digeser mendekati FL sejauh I,
J
perbandingan kuat medan yang dialami FJ pada keadaan awal dan akhir adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 4 : 1
L
Misal ;L adalah @ maka besarnya ;J = 4@ (karena IJ = J IL )
B. 2 : 1
Jadi perbandingannya adalah:
C. 1 : 4
;L ∶ ;J 5 @ ∶ 4@ ⇒ 4L ∶ 4J = 1 ∶ 4
D. 1 : 2
E. 1 : 1
27. Dua buah muatan sejenis dijauhkan sebesar 2 kali jarak semula. Perbandingan kuat medan pada
keadaan awal dengan akhir adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 1 : 4
Ingat! Besar kuat medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat
B. 1 : 3
jarak. Jika jaraknya menjadi dua kali semula, maka besar kuat medan
C. 2 : 3
listrik malah menjadi lebih kecil empat kali semula. Jadi
D. 4 : 1
perbandingannya adalah:
E. 5 : 4
1
;J = ;L ⇒ ;L ∶ ;J = 4 ∶ 1
4
Menentukan
Menentukan besar kuat medan listrik pada dua kondisi berbeda.
28. Pada gambar berikut, AB = 2AC; AC = 2CD
Jika kuat medan listrik di C sebesar E, maka kuat medan listrik di titik D sebesar ....
e‡
TRIK SUPERKILAT:
A.
E
L
B.
C.
D.
E.
l
J‡
l
Lh
Q
L‡
Q
h
f
E
E
E
E
Resultan kuat medan di titik C adalah Σ;s 5 ;p E ;q 5 ; ⇒ ;p 5 ;q 5 ;
J
Ingat, kuat medan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
e
J
Q
Muatan A diperbesar kali jaraknya ;p ‰ 5 Š ‹ ;p 5 ;
l
l
J
Muatan B diperkecil dua kali jaraknya ;q ‰ 5 4;q = 2;
J
Maka, resultan kuat medan di titik D adalah Σ;… 5 ;p ‰ E ;q ‰ 5 Š ; E 2;‹ 5
l
J‡
l
;
29. Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang
terpisah sejauh @. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 N/C. Jika titik A tersebut digeser
L
@ mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik titik A setelah digeser menjadi
e
TRIK SUPERKILAT:
....
Resultan kuat medan di titik A adalah Σ;p 5 ;L E ;J 5 36 N/C ⇒ ;L 5 ;J 5 18 N/C
L
Q
L
Q
A. 4 N/C
Titik A digeser @ artinya IL 5 @ dan IJ 5 @, jarak muatan pertama diperbesar kali dan jarak
e
e
e
J
B. 16 N/C
muatan kedua diperkecil 2 kali.
C. 32 N/C
e
Q
J
Muatan 1 diperbesar kali jaraknya ;L ‰ 5 Š ‹ ;L 5 (18) 5 4
l
J
l
D. 40 N/C
Muatan 2 diperkecil dua kali jaraknya ;J ‰ = 4;J = 2(18) = 36
E. 80 N/C
Maka, resultan kuat medan di titik A setelah digeser adalah Σ; 5 ; ‰ E ; ‰ 5 (4 E 36) = 40 N/C
p
L
J
30. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com. Contoh soal lainnya
menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi terus posting
tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di http://pak-anang.blogspot.com.
Terima kasih.
Ringkasan materi UN Fisika SMA ini disusun sesuai dengan prediksi yang Pak Anang tulis di http://pakanang.blogspot.com/2011/12/prediksi-soal-un-fisika-sma-2012.html.
Jika adik-adik butuh ’bocoran’ naskah soal Ujian Nasional tahun 2012, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2011/12/bocoran-soal-ujian-nasional-matematika.html
dan
untuk
’bocoran’ naskah soal Ujian Nasional tahun 2012 untuk mata pelajaran Fisika, adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2011/12/bocoran-soal-ujian-nasional-fisika-2012.html.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2012 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2011/12/kisi-kisi-skl-un-2012_19.html.
Terimakasih,
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 136
Pak Anang.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 137