Fisika 12 1b

3333
Semester 1TUNTAS PG Fisika XII
Latihan
Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!
1. Dua buah muatan listrik masing-masing 15 µC dan -15 µC terpisah pada jarak 30 cm.
a. Tentukan besar dan arah gaya pada setiap muatan!
b. Jika jaraknya dijadikan 60 cm, maka berapa besar gaya antarmuatan tersebut
sekarang?

Jawab:
Diketahui: Q1 = 15 µC = 15 x 10-6 C
Q2 = -15 µC = 15 x 10-6 C
r = 30 cm = 0,3 m
a. Besar gaya pada setiap muatan

1 2
2
6 6
2
Q .Q
r
(15x10 C)(15x10 C)
(0,3m)
9 2 2
F = k
= (9x10 Nm /C )
= 22,5 N
− −
Oleh karena kedua muatan tak sejenis, gayanya tarik menarik. Arah gaya pada
muatan Q1 menuju Q2, sedangkan arah gaya pada muatan Q2 menuju Q1.
b. Jarak 60 cm sama dengan 2 kali jarak semula (30 cm).
2
1
F
r
1
F
4
1
F x22,5 N 5,625 N
4
=
=
= =

r = 2 kali semula atau r2 = 4 kali semula,
2
1
F
r
1
F
4
1
F x22,5 N 5,625 N
4
=
=
= =
kali semula
Jadi, ketika jaraknya dijadikan 60 cm, gaya antarmuatan menjadi

2
1
F
r
1
F
4
1
F x22,5 N 5,625 N
4
=
=
= =
Pertemuan Ke-11
Listrik Statis
Bab
3

34
Semester 1 TUNTASPG Fisika XII
2. Tiga buah partikel bermuatan listrik terdapat pada satu garis lurus, seperti tampak pada
gambar berikut. Hitunglah gaya Coulomb pada muatan Q3 = 4 µC akibat dua muatan lainnya!

0,2 m 0,1 m
_ __+
Q1 = -8 µC Q2 = +3 µC Q3 = -4 µC
F32 F31
Q3
a b

Jawab:
Diketahui: Q1 = -8 µC = 8 x 10-6 C r13 = 0,3 m
Q2 = +3 µC = 3 x 10-6 C r23 = 0,1 m
Q3 = -4 µC = 4 x 10-6 C
Muatan Q3 mendapatkan dua gaya, gaya tolak oleh Q1, disebut F31, dan gaya tarik
oleh Q2, disebut F32
3 1
2
32
6 6
9 2 2
2
3 2
2
32
6 6
9 2 2
2
Q Q
k
r
(4x10 C) (8x10 C)
(9 x 10 Nm /C )
(0,3 m)
Q Q
r
(4x10 C) (3x10 C)
(9 x 10 Nm /C )
(0,1m)
31
31
32
32
F
F 3,2 N
F k
F 10,8 N
− −
− −
=
=
=
=
=
=
Oleh karena F31 berlawanan arah dengan F32, resultannya adalah
F = F31 - F32
= 3,2 N - 10,8 N = -7,6 N
Besar gaya pada muatan Q3 adalah 7,6 N dan berarah ke kiri (tanda -)
3. Sebuah segitiga ABC siku-siku di A. Panjang sisi AB = 30 cm dan panjang sisi AC = 60 cm.
Tiga buah muatan titik masing-masing 20 µC, 30 µC, dan 160 µC di tempatkan berturut-turut
di titik A, B, dan C. Tentukan gaya yang dialami muatan listrik di titik A!

Jawab:
Diketahui: QA = 2 µC = 20 x 10-5 C rAB = 30 cm = 0,3 m
QB = 30 µC = 3 x 10-5 C rAC = 60 cm = 0,6 m
QC = 160 µC = 16 x 10-5 C
Muatan di titik A ditarik oleh muatan di titik B (FAB) dan ditarik oleh muatan di titik C
(FAC) dengan arah masing-masing.
QC
QA
FAC60 cm
30 cm
FAB
F
QB
+
+-

A B
2
AC
5 5
9 2 2
2
A C
2
AC
5 5
9 2 2
2
Q Q
r
(2x10 C)(3x10 C)
(9x10 Nm /C )
(0,3m)
Q Q
r
(2x10 C)(16x10 C)
(9x10 Nm /C )
(0,6m)
AB
AC
F k
60 N
F k
8.10 N
80 N
− −
− −
=
=
=
=
=
=
=

3535

Oleh karena kedua gaya saling tegak lurus, resultan gaya pada muatan di titik A adalah
2 2
AB AC
2 2
AC
AB
o
AB
F F F
(60 N) (80 N)
100 N
arah
F 80N
arc tan arc tan
F 60N
4
arc tan 53 terhadapF
3
= +
= +
=
   
θ= =   
  
 
= = 
 
4. Tiga buah partikel terletak pada satu garis lurus, setiap partikel bermuatan +3 µC, -5 µ
C, dan +2 µC. Antarpartikel berjarak sama, yaitu 10 cm.
a. Tentukan besar arah gaya pada partikel bermuatan -5 µC!
b. Di mana partikel -5 µC diletakkan agar gaya Coulomb pada partikel tersebut nol?

Jawab:
Diketahui: q1 = 3 µC
q2 = -5 µC
q3 = 2 µC
a. Letak muatan q1, q2, q3 b.
2
2 3 23 31 2
2 2 2
112 23 12
23
12
k q q r qk q q
qr r r
r 2
r 3
12 23
23 12
F F
0,816
r 0,816r
= → =
=
= =
=
Misalkan, muatan q2 diletakkan x m dari
q1, maka:
r12 = x m dan r23 = (0,2 - x) m
r23 = 0,816 r12 → 0,2 - x = 0,816 (x)
x = 9,08 m

r12 = 10 cm
q1 q2
F12 F23
q3
r23 = 10 cm
_+ +
r12 = r23 = 10 cm

2 31 2
2
1 32
9 2 2 6
2
6 6
q qq q
2 2
12 23
kq
(q q )
r
(9x10 Nm /C )(5x10 C)
(0,1m)
(3x10 C 2x10 C)
12 23
12 23
F F
F F F
k k
r r
F
4,5 N
−
− −
−
−
= −
= −
=
=
=
=
Jadi, agar gaya Coulomb pada q2 sama dengan nol, muatan q2 diletakkan 9,08 m
dari muatan q1.
5. Terdapat empat jenis muatan, yaitu A, B, C, dan D. Muatan A tarik-menarik dengan muatan
B, tetapi tolak-menolak dengan muatan C. Muatan C tarik-menarik dengan muatan D.
Tentukan jenis muatan A, B, C, dan D, jika D bermuatan negatif!

Jawab:
Dua muatan listrik tarik-menarik jika tak sejenis dan tolak menolak jika sejenis. Oleh
karena D bermuatan positif, sedangkan C menarik D, maka C bermuatan negatif.
Selanjutnya, B menolak C maka B bermuatan sejenis dengan C, yakni negatif. Terakhir,
karena A menolak B, sedangkan B negatif, maka A bermuatan positif.

36
Pekerjaan Rumah
1. Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya 4 x 10-6 C dan 7 x 10-6 C terpisah pada jarak
3 cm. Tentukan besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tersebut!

Jawab:
1 2
2
6 6
2 2
12
4
3
4
q . q
r
(4x10 )(7x10 )
(3x10 )
28 . 10
9x10
28 . 10
10
9
9
2
F k
9x10
9x10
F 28 .10
F 280 2,8 .10 N
− −
−
−
−
−
−
 
  
 
 
  
 
=
=
=
= =
= =
k = 9 x 109
q1 = 4 x 10-6 C
q2 = 7 x 10-6 C
r = 3 cm = 3 x 10-2 m
Jawab: 1 2
2
6 6
2 2
12
4
3
4
q . q
r
(4x10 )(7x10 )
(3x10 )
28 . 10
9x10
28 . 10
10
9
9
2
F k
9x10
9x10
F 28 .10
F 280 2,8 .10 N
− −
−
−
−
−
−
 
  
 
 
  
 
=
=
=
= =
= =
Jadi, besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan adalah 1,8 x 102 N
2. Tiga buah benda A, B, dan C masing-masing bermuatan listrik sebesar 3 x 10-8 C, -6 x 10-8 C,
dan 2 x 10-8 C yang terletak dalam satu garis lurus. Jika jarak AB = 3 cm dan BC = 6 cm,
maka tentukan besarnya gaya Coulomb yang dialami oleh muatan di titik B!

Jawab:
q1
A B C
q2
r1 r2
q3
_+ +FAB FBC
1 3 2 3
2 2
1 2
8 8 8 8
4 2 2 2
16 16
4 2 2 2
q . q q . q
r r
(6x10 ) . (2x10 ) (3x10 ) . (6x10 )
(36x10 ) (3x10 )
(12x10 ) (18x10 )
(36x10 ) (3x10 )
B BC BA
9 9
9 9
3 3
F F F
k k
9x10 9x10
9x10 9x10
3x10 18x10 N
1,5x
− − − −
− −
− −
− −
   
      
   
   
      
   
− −
= −
= −
= −
= −
= −
= − 3
2
10 N
1,5x10 N
−
−= −
(tanda (-) menunjukkan arah gaya ke kiri, yaitu mengarah ke titik A)
Jadi, besar gaya Coulomb yang dialami muatan di titik B adalah 1,5 x 10-2 N.

3737
3. Dua muatan A dan B berjarak 10 cm satu dengan yang lain. QA = +16 µC dan QB = -18 µC.
Jika muatan qC = 2 µC diletakkan di antara A dan B berjarak 4 cm dari A, maka tentukan
gaya yang dimuat muatan qC!

Jawab:
Diketahui: QA = +16 µC = 16 x 10-6 C
QB = -18 µC = -18 x 10-6 C
qC = 2 µC = 2 . 10-6 C
C BA
2 2
A B
A B
C 2 2
A B
6 6
2 2 2 2
2 2
q QqC Q
R R
Q Q
R R
16 . 10 18 . 10
(4.10 ) (6.10 )
1
(10 . 10 )
2
A BC
9 6
3
C
F F F
k k
k q
9.10 .(2.10 )
18.10
F 270 N
− −
− −
− −
 
+  
 
 
+  
 
+
−
= +
= +
=
=
=
=
4. Dua buah muatan titik masing-masing +2 µC dan -5 µC terpisah 10 cm satu sama lain.
Tentukanlah gaya tarik-menarik kedua muatan tersebut!

Jawab:
Diketahui: q1 = +2 µC
q2 = -5 µC
r = 10 cm
Ditanya: F = ...?
Jawab:
1 2
2
6 6
2 2
3
q q
r
2 . 10 (5 . 10 )
(10 .20 )
0,09
1. 10
9
F k
9 .10
90 N
− −
−
−
=
=
= =
5. Diketahui segitigaABC sama sisi dengan panjang sisi 3 dm. Pada titik sudutAdan B masing-
masing terdapat muatan +4 µC dan -1,5 µC, pada puncak C terdapat muatan +2 × 10-5 C.
Hitunglah gaya elektrostatis total di puncak C!

Jawab:
Diketahui: qA = 4 µC = 4 x 10-6 C qC = 2 x 10-5 C
qB = -1,5 µC = -1,5 x 10-6 C a = 3 dm = 3 x 10-1 m
Ditanya: FC = ...?
Jawab:
qC
FBC
FAC
qA
A
60o 60o
B
C
θ
qB

38

qA dan qC tolak menolak dengan gaya F1
A C
2
AC
9 6 5
1 2
2
2
k . q . q
r
(9x10 )(4x10 )(2x10 )
(3x10 )
72x10
9x10
1F
8 N
− −
−
−
−
=
=
= =

qB dan qC tarik menarik dengan gaya F2
B C
2
BC
9 6 5
1 2
2
2
k . q . q
r
(9x10 )(1,5x10 )(2x10 )
(3x10 )
27x10
9x10
2F
3 N
− −
−
−
−
=
=
= =
Jadi, gaya total di C adalah:
2 2
1 2 1 2
2 2 o
F F 2 . F . F Cos
8 3 2 (8)(3) Cos120
1
60 9 48
2
73 24 49
C
F =
=
=
= =
F = 7 N
+ + θ
+ +
  
+ + −  
  
−
Kegiatan
Buatlah rancangan suatu alat percobaan dengan memanfaatkan benda-benda yang ada di
sekeliling Anda untuk membuktikan gaya Coulomb. Buatlah langkah-langkah kerja dari alat
tersebut beserta rincian biaya yang digunakan. Presentasikan prinsip kerja alat tersebut di
depan kelas!
Jawab: Kreativitas siswa (kebijaksanaan guru)
Pertemuan Ke-12
Latihan
Berilah tanda silang (x) huruf a, b, c, d, atau e pada jawaban yang paling benar!
1. Benda A bermuatan listrik ditarik benda B yang bermuatan, B menolak benda C yang
bermuatan, sedangkan benda C ditolak D. Jika benda D bermuatan negatif, maka jenis
muatan A, B, dan C adalah ….

a. A positif, B negatif, C positif d. A negatif, B positif, C positif
b. A positif, B negatif, C negatif e. A negatif, B positif, C negatif
c. A positif, B positif, C negatif

3939

Jawab: b. A positif, B negatif, C negatif
Pembahasan:
C ditolak D maka C = negatif
B ditolak C maka B = negatif
A ditarik B maka A = positif
2.
+ +_
qA qBqC
rAC rBC
A B C
Dari gambar, jika AC = 4 cm dan CB = 6 cm,
agar gaya Coulomb pada muatan C sama
dengan nol, maka perbandingan antara qA dan
qB adalah ….
a. 1 : 2 c. 2 : 1 e. 9 : 4
b. 1 : 3 d. 4 : 9

Jawab: d. 4 : 9
Pembahasan:
A C A C
2 2
AC BC
2
ACA
B BC
2
A
B
A
B
q q q q
k k
r r
rq
q r
q 4
q 6
q 4
q 9
C AC BCF 0 F F
=
 
=   
 
 
=  
 
=
=→ =
3.
+ +
qA qB
10 cm
p Dari gambar, jika qA = 16 µC dan qB = 36 µC,
maka letak titik P agar kuat medannya sama
dengan nol adalah ….
a. 8 cm dari A d. 6 cm dari B
b. 6 cm dari A e. 4 cm dari A
c. 8 cm dari B

Jawab: e. 4 cm dari A
Pembahasan:
A B
2 2
A B
2
A A
B B
2
q q
k k
r r
q r
q r
16 x
36 10 x
2 x
3 10 x
P A BE 0 E = E
=
=
=
= 20 - 2x = 3x
20 = 5x
x = 4 cm
 
  
 
 
 
− 
→
−
= →
4.
_ q
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
+ + + + + + + + + + +
d
Darigambar,medanhomogendalampelatsejajar
sebesar E = 2.000 N/C dan muatan q = 20 µC.
Jika g = 10 m.s-2, maka massa q adalah …
gram.
a. 4 c. 80 e. 800
b. 40 d. 400

40

Jawab: a. 4
Pembahasan:
5 3
C
3
q . E
g
(2x10 )(2x10 )
10
F W
qE m . g
m
m
m 4x10 kg 4 gram
−
−
=
=
=
=
= =
5. Jika muatan sebesar 88,5 nC dikurung oleh permukaan bola, maka total fluks yang menembus
keluar permukaan bola adalah … Nm2C-1.
a. 104 c. 106 e. 108
b. 105 d. 107

Jawab: a. 104
Pembahasan:
8
12
0
4 2 1
q 8,85 x 10
8,85 x 10
10 Nm c
−
−
−
ε
= =
=
φ
φ
Pekerjaan Rumah
1. Dua muatan titik QA = 4 . 10-8 C dan QB = -2 . 10-8 mC berjarak 30 cm satu dengan yang
lain. Jika k = 109 Nm2 C-2, maka tentukan gaya elektrostatis yang dialami kedua muatan
tersebut!

Jawab:
QA = 4 . 10-8 C r = 30 cm = 0,3 m
QB = -2 . 10-8 C k = 109 Nm2 C-2
8 8 16
A B
2 2 2
7
2
5
6
Q Q (4.10 )( 2.10 ) 8 . 10
k
r (0,3) 9 . 10
8.10 8
99.10
9 9
5
F 10 10
.10
0,889 .10
8,89 .10 N
− − −
−
−
−
−
−
   − −
   =
   
   
− −
= =
= = −
= −
= −
Tanda (-) menunjukkan arah gaya ke kiri.
Jadi, besar gaya elektro statis adalah 8,89 . 10-6 N.
2.
40 cm
q = +2 µC
30 cm30 cm
Q1 Q2
Tiga muatan diletakkan pada sisi-sisi segitiga seperti gambar
di samping.
Q1 = +4 µC dan Q2 = -4 µC.
Berapakah besar gaya yang dirasakan muatan q?

4141

Jawab:
40 cm
q = +2 µC
+4 µC -4 µC
30 cm30 cm
Q1 Q2
k = 9 x 109 Nm2 c-2
2 2
1 2 1 2(F ) (F ) 2 F F CosF= + + α
Q1 dan q tolak menolak dengan gaya F1 q dan Q2 tarik menarik dengan gaya F2
1
1 2
6 6
9
1 2
12
9
2
3
1
2
Q . q
k
r
4x10 x 2x10
9x10
(3x10 )
8x10
9x10
9x10
8x10
8x10 N
10
F
0,8 N
− −
−
−
−
−
−
−
=
 
 =
 
 
 
 =
 
 
= =
=

1
2 2
6 6
9
1 2
12
9
2
3
1
2
Q . q
k
r
2x10 x 4x10
9x10
(3x10 )
8x10
9x10
9x10
8x10
8x10 N
10
F
0,8 N
− −
−
−
−
−
−
−
=
 
 =
 
 
 
 =
 
 
= =
=

Jadi, gaya total q
2 2 o
1
2
F (0,8) (0,8) 2 . 0,8 . 0,8 Cos 120
0,64 0,64 1,28
0,64 0,64 0,64
0,64
0,8 N
 
− 
 
= + +
= + +
= + −
=
=
3. Dua buah benda A dan B mempunyai muatan listrik masing-masing +4 x 10-8 C dan
+16 x 10-8 C terpisah pada jarak 6 cm. Tentukan letak titik P yang mempunyai kuat
medan listrik = 0!

Jawab:
P A B
A B
A B
2 2
8 8
2 2
2 2
2 2
2
E E E 0
E E
k q k q
x (6 x)
4 x10 16 x 10
x (6 x)
1 4
x 36 12x x
36 12x x 4x
3x 12x 36 0
(x 6) (x 2) 0
x 6 dan x 2
− −
= − =
=
=
−
=
−
=
− +
− + =
+ − =
+ − =
=− =
  
 
Jadi, letak titik P berada 2 cm di sebelah kanan A atau di sebelah kiri B.

42
4. Tentukan kuat medan di dalam dan di luar selimut bola dengan jari-jari R dan bermuatan Q!

Jawab:
Diketahui: bola dengan jari-jari R dan muatan Q
Ditanya: E dalam = ...?
E luar = ...?
Jawab:
Di dalam selimut bola, jari-jari r R
dan tidak ada muatan yang melingkupi
(Q = 0)
n 2
0
n 2
0
n
1 Q
E .
4 r
1 0
E .
4 r
E 0
=
π ε
=
π ε
=

Di luar selimut bola, jari-jari r R,
memiliki rapat muatan luas yang
besarnya adalah
2
n 2
0
Q
A
Q
4 R
1 Q
E .
4 r
σ =
=
π
=
π ε
5. Bola konduktor dengan jari-jari 10 cm bermuatan listrik 500 µC. Titik A, B, dan C terletak
segaris terhadap pusat bola dengan jarak masing-masing 12 cm, 10 cm, dan 8 cm terhadap
pusat bola. Hitunglah kuat medan listrik di titik A, B, dan C!

Jawab:
Diketahui: R = 10 cm = 10-1 m
q = 500 µC = 5 x 10-4 C
rA = 12 cm = 12 x 10-2 m
rB = 10 cm = 10-1 m
rC = 8 cm = 8 x 10-2 m

Ditanya: EA, EB, EC = ...?
Jawab:
Kuat medan listrik di titik A Kuat medan listrik di titik B
A 2
A
4
9
2 2
5
8
A 4
q
E k
r
5x10
9x10
(12 x 10 )
45x10 NE 3,1 x 10
C
144 x10
−
−
−
=
=
= =

B 2
B
4
9
1 2
5
8
2
q
E k
r
5x10
9x10
(10 )
45 x 10 N
C
10
4,5 x 10
−
−
−
=
=
= =
Kuat medan listrik di titik C, EC = 0. Karena berada di dalam bola, sehingga tidak
dipengaruhi muatan listrik.
Kegiatan
Untuk mendapat medan listrik atau potensial listrik yang cukup tinggi pada elektrostatis dapat
digunakan suatu alat yang disebut generator Van de Graaf atau generator elektrostatis yang
secara komersial dapat digunakan untuk mempercepat proton sampai mencapai energi
sebesar 10 MeV. Proton berenergi tinggi ini dapat digunakan untuk menambah inti atom stabil
sehingga menjadi inti atom radioisotop. Cobalah Anda cari dari literatur atau dari internet
tentang generator Van de Graaf (generator elektrostatis) mengenai bagian-bagian dan prinsip
kerja dari alat tersebut!

4343
Pertemuan Ke-13
Latihan
1. Dua buah muatan q1 = 4 µC dan q2 = 8 µC terpisah sejauh 9 cm, energi potensial pada
masing-masing muatan adalah … joule.
a. 320 d. 0,32
b. 32 e. 0,032
c. 3,2

Jawab: a. 320
Pembahasan:
1 2
P 2
12
6 6
9
2
q q
k
r
(4x10 ) (8x10 )
(9x10 )
(9x10 )
E
320 joule
− −
−
=
=
=
2. Kuat medan listrik di suatu titik yang berjarak 15 cm dari muatan +q adalah 600 NC-1.
Potensial listrik di titik tersebut adalah … volt.
a. 90 d. 30
b. 60 e. 15
c. 45

Jawab: a. 90
Pembahasan:
E = V/r
V = E . r = (6000 (1,5 x 10-1)
V = 90 volt
3. Titik P berjarak 8 cm dari muatan 16 µC, 6 cm dari muatan -12 µC, dan 10 cm dari muatan
20 µC. Potensial listrik di titik P adalah … volt.
a. 1,8 x 109 d. 1,8 x 106
b. 1,8 x 108 e. 1,8 x 105
c. 1,8 x 107

Jawab: d. 1,8 x 106
Pembahasan:
31 2
p
1 2 3
5 5 5
9
2 2 1
9 4 4 4
9 4 6
qq q
k
r r r
(1,6x10 ) ( 1,2x10 ) (2x10 )
(8x10 ) (6x10 ) (10 )
v
9x10
9x10 (2x10 ) (2x10 ) (2x10 )
(9x10 )(2x10 ) 1,8 x 10 volt
− − −
− − −
− − −
−
 
+ + 
 
 −
 + +
  
 
  
=
=
= − +
= =

44
4.
_
++A B
C
=
= =
Tiga buah muatan ditempatkan pada titik-titik sudut segitiga
sama sisi. Jika AB = 6 cm, qA = +12 µC, qB = +18 µC, dan
qC = -24 µC, maka energi potensial listrik pada muatan di
titik C adalah … joule.
a. +117 d. -90
b. -108 e. +81
c. +99

Jawab: b. -108
Pembahasan:
A B
p C
A B
5 5
9 4
2 2
5 4 4
5 4
q q
k . q
r r
(1,2 x 10 ) (1,8 x 10 )
(6 x 10 ) (6 x 10 )
E
(9x10 ) ( 2,4 x 10 )
2,16 x10 (2x10 ) (3x10 )
( 2,16x10 ) (5x10 ) 108 joule
− −
−
− −
− −
−
 
+ 
 
 
 +
  
 
  
=
= −
=− −
=− =−
5. Bola konduktor diberikan muatan sebesar 100 pC. Jika jari-jari bola konduktor 3 cm, maka
potensial listrik sebuah titik di dalam bola sebesar … volt.
a. 3 b. 30 c. 300 d. 3.000 e. 30.000

Jawab: b. 30
Pembahasan:
10
2
q
r
(10 )
(3x10 )
p
9
v = k
= (9x10 ) = 30 volt
−
−
Pekerjaan Rumah
1. Sebuah bola konduktor dengan jari-jari 6 cm diberikan muatan sebesar 36 µC. Hitunglah
potensial listrik pada titik A di permukaan bola dan titik B 3 cm dari permukaan bola!

Jawab:
A
5
2
6
B
5
2
6
q
r
(3,6x10 )
(6x10 )
q
r
(3,6x10 )
(6x10 )
A
9
B
9
v = k
= (9x10 )
= 5,4x10 volt
v = k
= (9x10 )
= 3,6x10 volt
−
−
−
−

A
5
2
6
B
5
2
6
q
r
(3,6x10 )
(6x10 )
q
r
(3,6x10 )
(6x10 )
A
9
B
9
v = k
= (9x10 )
= 5,4x10 volt
v = k
= (9x10 )
= 3,6x10 volt
−
−
−
−
2. Titik P berjarak 1 m dari muatan 4 µC, 3 m terhadap muatan -9 µC, dan 2 m terhadap muatan
-12 µC. Hitunglah energi potensial di titik P, jika ditempatkan muatan 2 µC!

Jawab:
31 2
1 2 3
6 6 6
4 6 6 6
4 6 2
qq q
r r r
(4x10 ) ( 9x10 ) ( 1,2x10 )
1 3 2
( )
p
9 -6
Ep = k .q
= (9x10 )(2x10 )
=1,8 x 10 4x10 ) (3x10 ) (6x10
= (1,8x10 )( 5x10 ) 9x10 joule
− − −
− − −
− −
 
+ + 
 
 − −
 + +
  
 
  
− −
− =−

4545
3. Pada sumbu x terdapat muatan +2 µC di titik (20,0) cm, muatan -3 µC di titik B(5,0) cm, dan
muatan -4 µC di titik C(-12,0) cm. Berapakah harga potensial listrik pada titik (0,0)?

Jawab:
CA B
A B C
6 6 6
9
1 2 1
9 5 5 5
9 5 5
qq q
r r r
(2x10 ) ( 3x10 ) ( 4x10 )
(2x10 ) (5x10 ) (1,2x10 )
( )
v k
9x10
9x10 10 ) (6x10 ) (3,3x10
(9x10 )( 8,3x10 ) 7,47x10 volt
− − −
− − −
− − −
−
 
= + + 
 
 − −
 = + +
  
 =   
= =
− −
− −
4. Dua muatan titik QA = -4 µC dan QB = +8 µC berjarak 16 cm. Tentukan potensial listrik di
suatu titik yang berada di tengah-tengah kedua muatan tersebut!

Jawab:
QA = -4 µC QA
RA = 8 cm RB = 8 cm
– +
QBC
QB = +8 µC
RA = RB = 8 cm = 8 . 10-2 m
C A B
A B
A B
A B
A
9
6 6
2
5
V V V
Q Q
k k
R R
k
(Q Q )
R
9.10
( 4.10 8.10 )
8.10
4,5.10
− −
−
= +
= +
= +
= − +
=
5.
+ _
C
A
BD
4 cm4 cm
2 cm 2 cm
8 µC -6 µC
Pada titik A dan B dari titik sudut segitiga terdapat muatan QA
8 µC = 8 . 10-6 C dan QB = -6 µC = -6 . 10-6 C seperti pada gambar
di samping. Jika terdapat muatan lain sebesar q = 2 µC, maka
tentukan:
a. energi potensial muatan q, jika berada di titik C
b. energi potensial muatan q, jika di titik D
c. usaha untuk memindahkan muatan q dari C ke D

Jawab:
QA = 8 µC = 8 . 10-6 C
QB = -6 µC = -6 . 10-6 C
q = 2 µC = 2 . 10-6 C
a. Di titik C b. Di titik D
RAC = RBC = 4 . 10-2 m RAD = RBD = 2 . 10-2 m

PC PA PB
A B
AC BC
A B
AC
6
9 6 6
2
Q . q Q . q
k k
R R
q
k (Q Q )
R
2.10
9.10 (8.10 6.10 )
(4.10 )
E E E
0,9 joule
−
− −
−
= +
= +
= +
= −
=

PD PA PB
A B
AD BD
A B
AD
9 6
6 6
2
Q . q Q . q
k k
R R
q
k (Q Q )
R
9.10 . 2.10
(8.10 6.10 )
(2.10 )
E E E
1,8 joule
−
− −
−
= +
= +
= +
= −
=
c. Usaha yang dilakukan
W = EP = EPD - EPC = 1,8 - 0,9
= 0,9 joule

46
Kegiatan
ApabilaAnda perhatikan pada motor-motor listrik yang mempunyai daya besar selalu dilengkapi
dengan sebuah kondensator atau kapasitor. Coba diskusikan dengan teman-teman Anda apa
fungsi dari kondensator yang terpasang pada motor listrik tersebut!
Pertemuan Ke-14
Latihan
1. Kapasitas kapasitor dapat diperbesar nilainya dengan cara sebagai berikut.
1) Disisipkan bahan dielektrik
2) Memperbesar luas keping
3) Memperkecil jarak pisah kedua keping
4) Memperbesar jumlah muatan
Pernyataan yang benar adalah nomor ….
a. 1, 2, dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 e. 1, 2, 3, dan 4

Jawab: a. 1, 2, dan 3

Pembahasan:
Sesuai persamaan: 0 . A
C
D
=
ε
Pernyataan (1) benar
Pernyataan (4) salah
2. Sebuah kapasitor dengan kapasitas 4 µF dapat menyimpan energi sebesar 3,2 . 10-5 joule.
Beda potensial ujung-ujung kapasitor adalah … volt.
a. 64 c. 16 e. 4
b. 32 d. 8

Jawab: e. 4
Pembahasan:
2
5 6 2
2
1
2
1
( )
2
V V
V
W C . V
3,2x10 4x10 V
1,6x10 16
4volt
− −
=
 
=  
 
= → =
=
3. Kapasitor keping sejajar mempunyai luas masing-masing keping 100 cm2 dan jarak
antarkeping 2 mm. Maka kapasitas kapasitor tersebut adalah … pF.
a. 44,25 c. 177 e. 708
b. 88,50 d. 354

4747

Jawab: a. 44,25
Pembahasan:
2
12
0 3
A (10 )
C C (8,85x10 )
d (2x10 )
44,25pF
−
−
−
=ε → =
=
4. 1) Kapasitas pengganti kedua kapasitor itu adalah 6 µF
2) Muatan listrik C2 adalah 48 µC
3) Energi yang tersimpan di C1 adalah 1,44 x 10-4 J
4) Energi yang tersimpan di C2 adalah 5,76 x 10-4 J
Kapasitor C1 dan C2 yang dipasang paralel masing-masing mempunyai kapasitas 2 µF dan
4 µF. Jika tegangan ujung-ujung kapasitor adalah 12 volt, maka pernyataan di atas yang
benar adalah nomor ....
a. 1, 2, dan 3 c. 2 dan 4 e. 1, 2, 3, dan 4
b. 1 dan 3 d. 4 saja

Jawab: a. 1, 2, dan 3
Pembahasan:
1) C = C1 + C2 = 2 + 4 = 6 µF 4) W = 1
2
C2 V2
2
= 1
2
. 4.10-6 . 122
= 2,88.10-4 J
2) Q2 = C2 . V = 4 . 10-6 . 12
= 48 µC
3) W = 1
2
C1 V1
2
= 1
2
. 2.10-6 . 122
= 1,44.10-4 J
5. Sebuah kapasitor keping sejajar di udara mempunyai kapasitas c. Bila jarak kedua kepingnya
diubah menjadi 1
2
kali semula dan kedua keping dicelupkan ke dalam medium dengan
konstanta dielektrikum 2, maka kapasitasnya menjadi ....
a. 1
4
c c. 1c e. 4c
b. 1
2
c d. 2c

Jawab: e. 4c
Pembahasan:
2 2 1 1
1 1 2 1
2
C k d d2 4
. .
C k d 1 0,5d 1
C 4C
= = =
=
Pekerjaan Rumah
1. Sebuah kapasitor keping sejajar mempunyai luas tiap keping 100 cm2 dan jarak kedua
keping 2 mm. Kapasitor dipasang pada beda potensial 6 volt. Tentukan:
a. Kuat medan dalam kapasitor b. Muatan listrik dalam kapasitor

Jawab:
a. E = V/d b. q = ε0 A E
E = 6/(2 x 10-3) q = (8,85 x 10-12)(10-2)(3 x 103)
E = 3 x 103 N/C q = 2,655 x 10-10 C

48
2.
1
2
A
1
2
d1
2
d
K3
K1 K2
Kapasitor keping sejajar mula-mula berisi udara sehingga
kapasitasnya 80 µF. Kemudian disisipkan 3 bahan dielektrik masing-
masing dengan konstanta K1 = 3, K2 = 2, dan K3 = 5. Jika ε0 = 8,85
x 10-12 C2 N-1m-2, maka hitunglah kapasitas kapasitor setelah diisi
bahan dielektrik!

Jawab:
1 1 0 1 0
2 2 0 2 0
3 3 0 3 0
1 A A2C k . C 3
1 dd
2
1 A A2C k . C 2
1 dd
2
1 A 5 A2C k . C
d 2 d
= ε → =ε
= ε → =ε
= ε → =ε

12 3
0 0
0
C C C
6 A 5 A
C
5 d 2 d
A
C 3,7
d
C (3,7) (80) 296 F
= +
= ε + ε
= ε
= = µ
1.2 1 2
1.2 0 0
1.2 0 0
0
1 1 1
C C C
1 d d
C 3 A 2 A
1 2d 3d
C 6 A 6 A
A
C12 6
5d
= +
= +
ε ε
= +
ε ε
ε
=
3.
C3
C4
C2
C1a b
Pada gambar di samping C1 = 30 F, C2 = 40 F,
C3 = 20 F, dan C4 = 40 F. Jika ujung-ujung a-b
dipasang pada beda potensial 6 volt, hitunglah
energi yang tersimpan dalam susunan kapasitor
tersebut!

Jawab:
3,4 3 4
3,4
1,3,4 1 3,4
134
1,3,4
T 134 2
T
2
C C C
C 20 40 60 F
1 1 1
C C C
1 3
C 20 F
C 60
C C C 20 40
C 60 F
1
( )
2
1
( )
2
W C V
(60)(6)
1.080 joule
= +
= + =
= +
= → =
= + = +
=
=
=
=

3,4 3 4
3,4
1,3,4 1 3,4
134
1,3,4
T 134 2
T
2
C C C
C 20 40 60 F
1 1 1
C C C
1 3
C 20 F
C 60
C C C 20 40
C 60 F
1
( )
2
1
( )
2
W C V
(60)(6)
1.080 joule
= +
= + =
= +
= → =
= + = +
=
=
=
=
4. C1
C4
C2
C3
Vab ba
Rangkaian kapasitor di samping C1 = C2 = 4 F, dan C3 = C4
= 8 F. Jika ujung-ujung a-b dipasang pada beda potensial
12 volt, maka hitunglah:
a. Kapasitas pengganti rangkaian kapasitor
b. Muatan pada C1 dan C3

4949

Jawab:
C1 seri dengan C2
C3 seri dengan C4 paralel
1.2
12
1.2
34 3 4
34
34
34
ab 12 34
ab
1 1 1
C 4 4
1 2
C 2F
C 4
1 1 1
C C C
1 1 1
C 8 8
1 2
C 4F
C 8
C C C 2 4
C 6F
= +
=→ =
= +
= +
=→ =
= + = +
=
5. Sebuah kapasitor terbuat dari dua lempeng konduktor yang masing-masing luasnya
12 . 10-3 m2 dan terpisah pada jarak 2 mm. Hitunglah kapasitas kapasitor tersebut, jika di
antara kedua keping tersebut berisi:
a. udara
b. zat dengan permitivitas relatif 50

Jawab:
a. 0
12 3
3
12
. A
d
8,85 . 10 x 12.10
2.10
C
53,1. 10 F
53,1pF
− −
−
−
ε
=
=
=
=

b.
0 r
12 3
3
A
d
A
d
8,85.10 x 50 x 12.10
2.10
C
2.655 pF 2,655 nF
− −
−
ε
=
ε ε
=
=
= =
Jadi, kapasitas kapasitor dengan permitivitas relatifnya 50 = 2,655 nF.
Kegiatan
Ketika Anda sedang merangkai peralatan elektronik, kadang-kadang sulit menemukan nilai
kapasitas kapasitor yang tepat dengan kebutuhan, maka teknik penyusunan kapasitor bermanfaat
sekali dalam hal ini. JikaAnda hanya memiliki kapasitor bernilai besar, susunan kapasitor apakah
yang akan Anda gunakan untuk mendapatkan kapasitor bernilai kecil?
Diskusikanlah hasilnya bersama teman Anda!

50
Soal Tertulis
Ulangan Bab
Penilaian Pengetahuan dan Pemahaman Konsep
I. Berilah tanda silang (x) huruf a, b, c, d, atau e pada jawaban yang paling benar!
1. Dua buah partikel A dan B masing-masing bermuatan listrik +20 mC dan +45 mC terpisah
dengan jarak 15 cm. Jika C adalah titik yang terletak di antara A dan B sedemikian sehingga
medan di C sama dengan 0, maka letak C dari A (dalam cm) adalah ....
a. 2 c. 4 e. 9
b. 3 d. 6

Jawab: d. 6
Pembahasan:
2
A A
B B
2
Q R
Q R
20 x
45 15 x
2 x
3 15 x
30 2x 3x
5x 30
x 6 cm
 
=   
 
 
=  
− 
=
−
− =
=
=
2. Potensial listrik sejauh 4 cm dari suatu muatan titik q sama dengan 10 V. Potensial listrik
sejauh R dari muatan titik 5q sama dengan 20 V. Nilai R sama dengan ... cm.
a. 20 b. 15 c. 12 d. 10 e. 6

Jawab: d. 10
Pembahasan:
Diketahui: R = 4 . 10-2 m
V = 10 V
q = 59  V = 20 v
2
k q
R
k q
4.10
k q
R
k.5q 5 . 0,4
20
R R
V
10
k q 0,4
V
20
R 10 cm
−
=
=
=
=
= ⇒ =
=

2
k q
R
k q
4.10
k q
R
k.5q 5 . 0,4
20
R R
V
10
k q 0,4
V
20
R 10 cm
−
=
=
=
=
= ⇒ =
=
3.
A B-q +2q
x
a
2
a
2
Pada gambar di samping dua muatan titik -q dan
+2q terpisah sejauh a. Titik A berada di tengah-
tengah garis penghubung kedua muatan tersebut
dan titik B berada sejauh x dari muatan +2q. Agar
potensial listrik di A sama dengan potensial di B
maka nilai x kira-kira ....

a. 0,20a b. 0,38a c. 0,52a d. 0,64a e. 0,78a

5151

Jawab: e. 0,78a
Pembahasan:
A B-q +2
k q k(2q) k q k(2q)
a a (a x) x
2 2
− −
+ + +
+
Diperoleh persamaan kuadrat 2x2 + ax - 2a2 = 0
maka x kira-kira = 0,78 a
4.
2 cm 1 cm+Q1 +Q2
P Bila pada gambar di samping, diketahui q1 = q2 = 10 µC dan
konstanta k = 9 x 109 Nm2C-2, maka nilai dan arah kuat medan
listrik di titik P adalah ....
a. 1 x 105 NC-1 menjauhi q2 d. 1 x 109 NC-1 menjauhi q2
b. 9 x 105 NC-1 menuju q2 c. 9 x 109 NC-1 menjauhi q2
c. 1 x 109 NC-1 menjauhi q2

Jawab: c. 1 x 109 NC-1 menjauhi q2
Pembahasan:
Q1 = Q2 = 10 µC = 10-5 C
k = 9 x 109 Nm2/C2
EP = ...?
1
2
1
5
2 2
2
2
2
5
2 2
Q
r
10
(3.10 )
Q
r
10
(10 )
1
9
8
2
9
8
P 1 2
8 8
9
E k
9x10
10 N/C
E k
9x10
9 .10 N/C
E E E
10 9.10
10
−
−
−
−
=
=
=
=
=
=
= +
= +
=

1
2
1
5
2 2
2
2
2
5
2 2
Q
r
10
(3.10 )
Q
r
10
(10 )
1
9
8
2
9
8
P 1 2
8 8
9
E k
9x10
10 N/C
E k
9x10
9 .10 N/C
E E E
10 9.10
10
−
−
−
−
=
=
=
=
=
=
= +
= +
=

1
2
1
5
2 2
2
2
2
5
2 2
Q
r
10
(3.10 )
Q
r
10
(10 )
1
9
8
2
9
8
P 1 2
8 8
9
E k
9x10
10 N/C
E k
9x10
9 .10 N/C
E E E
10 9.10
10
−
−
−
−
=
=
=
=
=
=
= +
= +
= 5. Tiga buah kapasitor C1, C2, dan C3 dengan kapasitas masing-masing 2 mF, 3 mF, dan 6 mF
disusun seri, kemudian diberi muatan hingga kapasitor C, mempunyai tegangan 4 volt. Muatan
pada kapasitor C3 adalah ... mC.
a. 3 b. 4 c. 8 d. 12 e. 24

Jawab: d. 12
Pembahasan:
C1 = 2 µF C3 = 6 µF
C2 = 3 µF V2 = 4 volt
C3 = ...?
C2 =
Q2
V2
→ Q2 = C2 . V2
= 3 . 4
C2 = 12 µC
Karena seri Q1 = Q2 = Q3 = 12 µC
6. Dua buah benda bermuatan listrik masing-masing +q1 dan +q2 berjarak 6 cm satu sama
lain. Jika kuat medan listrik di suatu titik yang berjarak 2 cm dari q1 sama dengan nol, maka
perbandingan antara q1 dan q2 adalah ....

a. 1 : 2 b. 1 : 3 c. 1 : 4 d. 1 : 6 e. 2 : 3

52

Jawab: c. 1 : 4
Pembahasan:
Diketahui: Muatan +q1 dan +q2 pada jarak r = 6 cm
kuat medan E = 0 pada jarak r = 2 cm dari q1
Ditanya: q1 dan q2
Jawab:
r = 6 cm
r1 = 2 cm r2 = 4 cm
E A E1
q1 q2
+ +
Misalkan titik yang kuat medannya nol adalah titik A → EA = 0
EA = E1 - E2
0 = E1 - E2
E1 = E2
1 2
0 2 2
01 2
q q1
4
4(r ) (r )
πε= =
πε
Karena r1 = 2 cm = 2 . 10-2 m dan r2 = 4 cm = 4 . 10-2
7. Dua partikel A dan B bermuatan listrik +4 µC dan -100 µC terletak di udara seperti pada
gambar berikut.

+
_
=
=
=
=
=
=
P A Q R B TS
Q1 = +4 µC Q2 = -100 µC Di sekitar muatan tersebut terdapat titik-titik P, Q, R,
S, dan T. Titik yang mempunyai kemungkinan kuat
medannya nol adalah ....
a. T c. R e. P
b. S d. Q

Jawab: e. P
Pembahasan:
1 1
2 2
1 2
9 9
P 2 2
Q Q
E k k
r r
4 100
E 9x10 9x10 0
1 5
= +
  
= + −=  
   
8. Reaktansi kapasitif sebuah kapasitor pada frekuensi 50 Hz adalah 200 ohm. Nilai kapasitas
kapasitor adalah ... F.
a.
-4 -5 -3 -4 -55 . 10 5 . 10 2 . 10 2 . 10 2 . 10
π π π π π
b.
-4 -5 -3 -4 -55 . 10 5 . 10 2 . 10 2 . 10 2 . 10
π π π π π
c.
-4 -5 -3 -4 -55 . 10 5 . 10 2 . 10 2 . 10 2 . 10
π π π π π
d.
-4 -5 -3 -4 -55 . 10 5 . 10 2 . 10 2 . 10 2 . 10
π π π π π
e.
-4 -5 -3 -4 -55 . 10 5 . 10 2 . 10 2 . 10 2 . 10
π π π π π

Jawab: d.
-4 -5 -3 -4 -55 . 10 5 . 10 2 . 10 2 . 10 2 . 10
π π π π π
Pembahasan:
Xc = 200 Ω
f = 50 Hz
C = ...?
C
C
4
1
X
2 f C
1 1
C
2 f X 2 .50.200
1 1
x 2.10 F
.20000
−
=
π
= =
π π
= =
π π

5353
9. Sebuah kapasitor dengan kapasitansi 10-5 F yang pernah dihubungkan untuk beberapa
saat lamanya pada beda potensial 500 V, kedua ujungnya dihubungkan dengan ujung-ujung
sebuah kapasitor lain dengan kapasitansi 4 x 10-5 F yang tidak bermuatan. Energi yang
tersimpan di dalam kedua kapasitor adalah ... joule.

a. 0,25 b. 0,50 c. 0,05 d. 1,25 e. 1,50

Jawab: d. 1,25
Pembahasan:
+
A BC1
500 v
-
+ -
+ -
Kapasitor pertama
C1 = 10-5 F
q = C1 . VAB
= 10-5 . 500 = 5 x 10-3 C
Energi yang tersimpan dalam kapasitor pertama W1
2 3 2
1 5
1
1 q 1 (5. 10 )
W 1,25 J
2 2C 2 10
−
−
= = =
Kapasitor kedua C2 = 4 x 10-5 F tidak bermuatan, ujung-ujungnya dihubungkan dengan
ujung-ujung kapasitor pertama.
WII = energi yang tersimpan dalam kapasitor kedua
= 0 (sebelum dihubungkan karena belum bermuatan).
q = tetap = q1 + q2
C = C1 + C2 = 10-5 + 4 x 10-5 = 5 x 10-5 F
Hubungan paralel
A B
q1
+
+
-
-
+
+
-
-
+ -
q2
C1= 10-5 F
C2= 4 x 10-5 F
Energi yang tersimpan di dalam kedua kapasitor adalah (setelah
hubungan)
2 3 2
1 5
1
1 q 1 (5.10 )
W 1,25 J
2 C 2 10
−
−
= = =
Sebelum dihubungkan: W1 + W2 = 1,25 J + 0 = 1,25 J
Ada energi yang hilang setelah kapasitor dihubungkan. Energi hilang sebagai panas
di dalam kawat penghubung atau dipancarkan dalam bentuk gelombang-gelombang
radio.
10. Dua keping penghantar seluas satu m2 diletakkan sejajar satu sama lain pada jarak 20 cm.
Penghantar yang satu diberi potensial +40 volt dan penghantar yang lain -40 volt. Besar gaya
yang dialami sebuah muatan q = 2 x 10-2 C yang berada di antara kedua bidang tersebut
(dalam newton) adalah ....
a. 0 c. 4 e. 16
b. 2 d. 8

Jawab: c. 4
Pembahasan:
Beda potensial antarplat V = E . d
2
1
F
. d
q
V q
F
d
40(2x10 )
2x10
V E . d
Jadi:
4 N
−
−
=
 
=  
 
=
= =

54
II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!
1. Berapa usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan positif yang besarnya 10 coulomb
dari sebuah titik yang potensialnya 10 volt ke titik lain dengan potensial 80 volt?

Jawab: q = 10; V1 = 10 volt; V2 = 80 volt
Usaha: 2 1
1 1
W qv q(V V )
2 2
1
(10)(80 10)
2
350 joule
= = −
= −
=
2. Sebuah bola konduktor mempunyai jari-jari 10 cm bermuatan listrik 10-9 coulomb. Konstanta
9 . 109 Nm2/C2. Berapa besar kuat medan dan potensial listrik pada titik yang berjarak 9
cm dari pusat bola?

Jawab: bola konduktor r = 10 cm = 0,1 m
q = 10-9 C;
k = 9.109 Nm2/C2

9
2 2
jari
9 9
q 9.10
E k q
r r
q
V k
r
9.10 .10
V
0,1m
di r 9 cm E 0
90 volt
−
= =
=
= =
= →=
3. Sebuah muatan q = 5 mikrocoulomb, berada dalam medan listrik E = 800 N/C. Hitung gaya
coulomb yang bekerja pada muatan tersebut!

Jawab: q = 5 C = 5 . 10-6 C
E = 800 N/C
F = q . E = 5 . 10-6 . 800
= 4 . 10-3 N
4. Tiga buah kapasitor C1, C2, dan C3 dengan kapasitas masing-masing 2 μF, 3 μF, dan 6
μF disusun seri, kemudian dihubungkan ke sumber tegangan 6 volt. Berapa besar muatan
yang tersimpan pada kapasitor C2?

Jawab:
Kapasitor seri Besar muatan dalam kapasitor C
1 2 3
1 1 1 1
C C C C
1 1 1
2 3 6
3 2 1
6
Q
v
C 1 F
+ +
= + +
= + +
=
= µ
=
Q = C . V = 1 μF . 6 = 6 μF
Pada kapasitor yang disusun secara seri
berlaku:
Qtot = Q1 = Q2 = ....
Jadi muatan dalam kapasitor C = Qtot
= 6 μF
5. Titik A terletak dalam medan listrik. Kuat medan listrik di titik A 0,5 N/C. Jika di titik diletakkan
benda bermuatan listrik 0,25 C, maka berapa besar gaya yang bekerja pada benda
tersebut?

5555

Jawab: EA = 0,5 N/C
q = 0,25 C
Rumus: F = qE
 F = qE = 0,25 C x 5 . 10-1 N/C
= 25 . 10-2 C x 5 . 10-1 N/C
= 125 . 10-3 N = 0,125 N
Soal Lisan
1. Jelaskan yang dimaksud dengan kuat medan listrik!

Jawab: Ruangan di sekitar benda bermuatan listrik yang mampu memberikan gaya
listrik pada benda yang diletakkan dalam ruangan tersebut.
2. Apa yang dimaksud dengan energi potensial listrik?

Jawab: Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik dari jauh tak
terhingga ke titik itu.
3. Bagaimanakah bunyi Hukum Coulomb?

Jawab: Bahwa gaya tarik atau tolak antara dua muatan berbanding terbalik dengan
besar muatan dan berbanding lurus dengan kuadrat jarak kedua muatan.
4. Sebutkan bunyi Hukum Gauss!

Jawab: Pada permukaan tertutup, fluks total yang menembus permukaan adalah 4
k kali muatan total di dalam permukaan tersebut.
5. Jelaskan yang dimaksud dengan dielektrik!

Jawab: Bahan isolator yang digunakan sebagai penyekat dalam kapasitor.
Soal Perbuatan/Praktik/Sikap
Berdasarkan kepolarannya, dikenal dua jenis kapasitor, yaitu kapasitor polar dan kapasitor
nonpolar. Coba Anda cari informasi mengenai perbedaan di antara keduanya!
Remidi
1. Q1 = 1 C Q2 = 9 C
+ +
r1 r2
P
Gambar di samping memperlihatkan dua buah bola konduktor
yang memiliki jari-jari sama. Apabila kuat medan listrik di titik P
nol, berapa perbandingan jarak r1 dengan r2?

Jawab:
E = k 2
Q
r
1 2
2 2
1 2
1 2
2 2
1 2
2 2
1 1 1 2
1 2 1 2
Q Q
r r
Q Q
r r
: Q : Q
k k
r : r Q Q
r r 1: 3
=
=
=
= =
E = kuat medan; k = konstanta

56
2. Sebuah kapasitor diberi muatan 10 nC dan mempunyai beda potensial 100 V antara plat-
platnya. Berapa kapasitas dan tegangan yang tersimpan di dalamnya?

Jawab: Muatan kapasitor Q = 10 nC = 10 x 10-9 C = 10-4 C
Beda tegangannya V = 100 volt
Dengan mempergunakan persamaan:
Kapasitas C =
8
10 8
2 10 2
10 4
6
7
Q 10
v 100
1 1
2 2
1
2
1
2
10 F 100 x 10 C
Energi W CV (10 )(100)
(10 )(10 )
.10
5 x 10 J
−
− −
−
−
−
−
= = =
= =
=
=
=
3. Pada titik-titik sudut A, B, C, dan D sebuah bujur sangkar ABCD dengan panjang a, berturut-
turut ditempatkan muatan +q, -q, -q, -q. Muatan +q mengalami resultan gaya dari muatan
sebesar (
2
2
q
4 aπε
)x, maka berapakah x?

Jawab:
Muatan +q, ditarik oleh muatan pada B, C, dan D (muatan berlawanan).
Gaya tarik tersebut masing-masing sebesar:
2
1 22 2
2
2 2
2
2
1 q . q 1 q
4 4r a
1 q
.
4 (a 2)
1 q
.
4 2a
F . F F .
F
πε πε
πε
πε
= → = =
=
=
Gaya tarik yang dialami +q, searah dengan diagonal AC = F
F = F1 + F2 + F3
= |F1 + F2| + F3
=
2
2
q
4 a
 
 
πε 
. x
2 2
2 2
2
2
1 q 2 1 q
4 4a 2a
1 1
2
4 2
q
x
4 a
1
2
2
F . .
x
πε πε
 
 
πε 
πε
 
 
 
= +
= +
=
= +

5757
Pengayaan
1. Dua buah muatan listrik +q1 dan +q2 terpisah sejauh 1 meter. Agar kuat medan listrik pada
titik P yang berjarak
1
3
m dari q1 sama dengan nol. Berapa perbandingan q1 terhadap q2?

Jawab: 1
3
m
2
3
m
q1 P q2
Kuat medan listrik di titik P atau
Ep = 0, berarti E1 = E2

1 2
2 2
1 2
2 2
1 2 1 2
2 2
1 2
q q
r r
1 2
3 3
k k
q : q r : r
q : q :
1: 4
   
   
   
=
=
=
=
2. Pada kapasitor yang berkapasitas C diberikan muatan listrik sebanyak Q, sehingga timbul
beda potensial V. Berapakah besar energi di dalam kapasitor?

Jawab: Kapasitas kapasitor = C
Muatan listrik = q
Beda potensial = V
W = energi dalam kapasitor
=
1
2
2q
C
=
1
2
CV2
3. Sebuah titik berjarak 0,45 m dari sebuah muatan listrik +q memiliki kuat medan listrik sebesar
800 N/C. Berapakah besar potensial listrik di titik tersebut?

Jawab: Diketahui : r = 0,45 m
Ep = 800 N/C
q = 4 . 10-7 C
Ditanya : V = ... ?
Jawab : V = Ep . r
= 800 N/C . 0,45 m
= 360 volt

Fisika 12 1b

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Fisika 12 1b

Similar to Fisika 12 1b (20)

More from Dedi Wahyudin

More from Dedi Wahyudin (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Fisika 12 1b