Menentukan besaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum Coulomb

Intensitas atau Taraf Intensitas Bunyi pada Perubahan Jumlah Sumber Bunyi

5.1. Menentukan besaran-besaran fisis yang mempengaruhi medan listrik dan hukum Coulomb

Hukum Coulomb Medan Listrik

𝐹 = 𝑘

^𝑞𝑄

𝑟²

𝐸 = 𝑘

^𝑄

𝑟²

Bila muatan berbeda mengalami gaya tarik-menarik. Muatan positif arah kuat medan keluar dari muatan tsb Bila muatan sejenis mengalami gaya tolak-menolak. Muatan negatif arah kuat medan masuk menuju muatan tsb

𝐼𝑛𝑔𝑎𝑡!!! Gaya Coulomb dan Medan Listrik adalah besaran vektor.

Sejajar Dijumlah atau dikurang Lebih dari dua vektor Tegak lurus Aturan Pythagoras

Tidak Sejajar Tidak Tegak Lurus Aturan Cosinus Menguraikan vektor

+ 𝑞 +

𝑄

+ 𝑞 −

𝑄 𝑟

𝑟 −

𝑞2

𝑃 +

𝑞1

𝑃



Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 146 TRIK SUPERKILAT:

Menentukan letak muatan ketiga yang Gaya Coulombnya atau Medan Listriknya sama dengan nol.

Misalkan muatan 𝒒_𝟏 dan 𝒒_𝟐 memiliki jenis yang sama. (Muatan ketiga letaknya di antara dua muatan) Lalu letakkan muatan ketiga (𝑞₃) diantara 𝑞₁ dan 𝑞₂. (jenis muatan 𝑞₃ terserah)

Gambarkan semua gaya Coulomb yang bekerja pada muatan 𝑞₃. Ingat! Muatan sejenis tarik-menarik, muatan berbeda tolak-menolak.

Resultan gaya Coulomb pada muatan 𝑞₃ adalah:

Σ𝐹₃ = 𝐹₃₁− 𝐹₃₂ ⇒ 𝐹₃₁= 𝐹₃₂ Sehingga,

𝐹₃₁= 𝐹₃₂

⇔𝑘𝑞₁𝑞₃

𝑟₁² = 𝑘𝑞₂𝑞₃

𝑟₂² (coret 𝑘 dan 𝑞₃)

⇔ 𝑞₁

𝑟₁² = 𝑞₂

𝑟₂² (kedua ruas diakar)

⇔ √𝑞₁

𝑟₁ = √𝑞₂ 𝑟₂ Jadi nilai 𝑟₂ = √𝑞2

√𝑞₁ 𝑟₁

Sekarang perhatikan jarak 𝑑 = 𝑟₁+ 𝑟₂, kan?

Sehingga substitusikan 𝑟₃₂, 𝑑 = 𝑟₁+ (√𝑞2

√𝑞1

𝑟₁) ⇒ 𝑑 = (√𝑞1+ √𝑞₂

√𝑞1

) 𝑟₁ Kesimpulannya:

𝑟₁ = ( √𝑞1

√𝑞1+ √𝑞₂) 𝑑

LOGIKA PRAKTIS Contoh Soal:

Misalkan kita hendak mencari jarak muatan ketiga (𝑞₃) dari muatan pertama (𝑞₁) yakni sejauh 𝑟₃₁. Akarkan semua muatan. Abaikan satuan 𝜇C, ambil angka pentingnya saja. (𝑞₃ tidak berpengaruh)

+ 𝑞₁

+ 𝑞₂

+ 𝑞₃ 𝐹₃₂ 𝐹₃₁

𝑟₁

𝑑

𝑟₂

𝑑 = 15 cm

+ 𝑞₁ = 4𝜇C

+ 𝑞₂ = 9 𝜇C

+ 𝑞₃= 1 𝜇C 𝒓_𝟏

TRIK SUPERKILAT 𝑟₁= 2

2 + 3× 15 = 6 cm

Jadi jarak muatan 𝑞₃ terletak 6 cm di sebelah kanan dari muatan 𝑞₁.

3

√𝟒

√𝟒 √𝟗

𝑟₂ = ( √𝑞2

√𝑞1+ √𝑞2

) 𝑑

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 147 Menentukan letak muatan ketiga yang Gaya Coulombnya atau Medan Listriknya sama dengan nol.

Misalkan muatan 𝒒_𝟏 dan 𝒒_𝟐 berbeda jenis. (Muatan ketiga dekat dengan muatan yang paling kecil) Dengan cara yang sama, kita dapatkan kesimpulan:

𝑟₁ = | √𝑞1

√𝑞₂− √𝑞₁| 𝑑

LOGIKA PRAKTIS Contoh Soal:

Misalkan kita hendak mencari jarak muatan ketiga (𝑞₃) dari muatan pertama (𝑞₁) yakni sejauh 𝑟₁. Akarkan semua muatan. Abaikan satuan 𝜇C, ambil angka pentingnya saja. (𝑞₃ tidak berpengaruh)

Catatan:

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.

Letak muatan ketiga di sebelah kiri muatan yang angkanya paling kecil yakni 𝑞₁. Jarak muatan ketiga dari 𝑞₁ adalah 𝑟₁ = ^√4

√36−√4× 12 = ²₄× 12 = 6 cm. (di sebelah kiri 𝑞₁)

2.

Letak muatan ketiga di antara kedua muatan.

Jarak muatan ketiga dari 𝑞₁ adalah 𝑟₁ = ^√25

√25+√4× 21 = ⁵₇× 21 = 15 cm. (di sebelah kanan 𝑞₁) Dst… dst… dst…

𝑟₂ = | √𝑞₂

√𝑞2− √𝑞₁| 𝑑

TRIK SUPERKILAT 𝑟₁= 1

3 − 1× 8 = 4 cm Jadi jarak muatan 𝑞₃ terletak 4 cm di sebelah kiri dari muatan 𝑞₁. +

𝑞₁ = 2 𝜇C

𝑑 = 8 cm

𝒓_𝟏

− 𝑞₃= 1 𝜇C

− 𝑞₁ = 18 𝜇C

1 9

√𝟏

√𝟏 √𝟗

− 𝑞₁ = −4 𝜇C

+ 𝑞₂= +36 𝜇C

𝑑 = 12 cm

+

𝑞₁ = +50 𝜇C

+ 𝑞₂= +8 𝜇C

𝑑 = 21 cm

25 4

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 148 CONTOH SOAL

Menentukan besar gaya Coulomb dari dua muatan.

1. Muatan A bernilai 10 𝜇C berada sejauh 0,5 m dari muatan B yang mempunyai nilai 2 𝜇C. Gaya yang dialami muatan B karena muatan A sebesar .... (𝑘 = 9 × 10⁹ N m² C^-2) kedua muatan terpisah sejauh 2 cm, besar gaya elektrostatis dan sifatnya adalah ....

(𝑘 = 9 × 10⁹ N m² C^-2)

Menentukan resultan gaya Coulomb lebih dari dua muatan.

3. Dua buah muatan listrik 𝑞_𝐴 = 6 𝜇C dan 𝑞_𝐵 = −2 𝜇C berjarak 6,0 cm satu sama lain. Bila muatan

4. Perhatikan gambar di bawah.

Ketiga muatan listrik 𝑞₁, 𝑞₂ dan 𝑞₃ adalah segaris. Bila 𝑞 = 5 𝜇C dan 𝑑 = 30 cm, maka besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan 𝑞 adalah ....

(𝑘 = 9 × 10⁹ N m² C^-2)

5. Perhatikan gambar di bawah!

Jika AB = BC = 3 cm dan 𝑞 = 2 × 10⁻⁷ C, gaya yang bekerja pada titik B sebesar ....

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja

𝐹 = 𝑘𝑞₁𝑞₂

𝑟² = 9 ×1 × 2 5² =18

25= 0,72 (Pasti jawabannya B)

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja

𝐹 = 𝑘𝑞₁𝑞₂

𝑟² = 9 ×4 × 6 2² = 54

(Karena muatan berbeda, maka terjadi gaya tarik. Pasti jawabannya C)

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

Σ𝐹 = 𝐹𝐴+ 𝐹𝐵= 𝑘𝑞𝐴𝑞𝐶

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

Σ𝐹 = 𝐹1− 𝐹2= 𝑘𝑞₁𝑞₃

𝑟132 − 𝑘𝑞₂𝑞₃

𝑟232 (ingat vektor arah ke kanan dianggap positif)

= (9 ×3 × 5

3² ) − (9 ×6 × 5

6² ) = 15 − 7,5 = 7,5 (Arah positif, artinya ke kanan) (Pasti jawabannya B)

+ + +

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

𝐹𝐴= 𝑘𝑞𝐴𝑞𝐵

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 149 Menentukan besar kuat medan listrik oleh sebuah muatan.

6. Kuat medan di sebuah titik yang terletak 20 cm dari muatan 20 𝜇C sebesar ....

A. 1,5 × 10⁶ N/C B. 2,5 × 10⁶ N/C C. 3,5 × 10⁶ N/C D. 4,5 × 10⁶ N/C E. 5,5 × 10⁶ N/C

Menentukan resultan kuat medan listrik dua atau lebih muatan.

7. Dua partikel masing-masing bermuatan 𝑞_𝐴 = 1 𝜇C dan 𝑞_𝐵= 4 𝜇C diletakkan terpisah sejauh 4

8. Perhatikan gambar di bawah!

Diketahui 𝑞₁ = 𝑞₂ = 10 𝜇C dan konstanta 𝑘 = 9 × 10⁹ Nm²/C², maka nilai dan arah kuat medan 9. Perhatikan gambar berikut ini!

Besar kuat medan listrik di titik A adalah .... (𝑘 = 9 × 10⁹ N m² C^-2).

10. Perhatikan gambar di bawah!

Jika AB = 3 cm, BC = 4 cm, 𝑞_𝐴 = −9 nC, dan 𝑞_𝐵 = 16 nC, nilai kuat medan listrik di titik C

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

𝐸 = 𝑘 𝑞

𝑟²= 9 × 2

2²= 9 ×1

2= 4,5 (Pasti jawaban D)

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

Σ𝐸 = 𝐸𝐴− 𝐸𝐵= 𝑘 𝑞𝐴

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

Σ𝐸 = 𝐸₁+ 𝐸₂= 𝑘 𝑞1

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

Menurut aturan Pythagoras panjang 𝐴𝐶 = √3²+ 4²= 5 cm

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 150 Menentukan letak muatan ketiga yang gaya Coulomb atau kuat medan listriknya sama dengan nol.

11. Dua partikel A dan B bermuatan listrik +4 𝜇C dan −100 𝜇C 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 ....

A. T B. S C. R D. Q E. P

12. Perhatikan gambar di samping. Jika muatan – 𝑄 terletak antara A dan B, dimanakah muatan – 𝑄 harus diletakkan sehingga gaya coulomb yang dialaminya nol?

A. 3 cm dari muatan B B. 4 cm dari muatan B C. 5 cm dari muatan B D. 3 cm dari muatan A E. 6 cm dari muatan A

13. Perhatikan gambar di samping! Kuat medan bernilai nol terletak di ....

A. 4 cm di sebelah kiri 𝑞₂ P yang kuat medan listriknya nol adalah ....

A. 2 cm dari muatan 𝑞₁

15. Tiga muatan listrik disusun seperti gambar di samping.

Agar muatan uji P bebas dari pengaruh gaya elektrostatik muatan 𝑄₁ dan 𝑄₂, maka nilai 𝑥 adalah ....

Menentukan muatan lain yang menyebabkan gaya Coulomb atau kuat medan listrik muatan ketiga sama dengan nol.

16. Muatan listrik +𝑞₁ = 10 𝜇C, +𝑞₂ = 20 𝜇C dan 𝑞₃ terpisah seperti pada gambar di udara.

Karena dua muatan berbeda jenis, maka titik yang kuat medannya nol terletak di luar kedua muatan dan berada di dekat muatan yang terkecil. Sehingga pasti titik tersebut adalah P.

TRIK SUPERKILAT:

Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga terletak di tengah-tengah kedua muatan.

𝑟𝐴= √𝑞𝐴

Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga terletak di tengah-tengah.

𝑟1= √𝑞1

Kedua muatan berjenis sama, maka muatan ketiga terletak di tengah-tengah.

𝑟1= √𝑞1

Kedua muatan berlainan jenis, maka muatan ketiga terletak di luar kedua muatan tetapi di dekat muatan terkecil.

Sederhanakan dulu muatan, biar bisa di akar  Berarti 𝑞₁= 1 dan 𝑞₂= 4.

Jika muatan ketiga terletak yang kuat medan listriknya nol di tengah-tengah, maka artinya kedua muatan sama jenisnya. Sehingga muatan 𝑞3 pasti positif.

Pada kuat medan yang konstan, muatan berbanding lurus dengan kuadrat jarak.

Karena muatan 𝑞3 berjarak separuh dari 𝑞1, artinya muatan 𝑞3 adalah seperempat dari muatan 𝑞1. Jadi 𝑞3= +2,5 𝜇C

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 151 Membandingkan besar gaya Coulomb pada dua kondisi berbeda.

17. Tiga buah muatan listrik diletakkan terpisah seperti gambar.

Resultan gaya yang bekerja pada muatan +𝑞 adalah 𝐹₁. Jika muatan −2𝑞 digeser menjauhi muatan +𝑞 sejauh 𝑎, maka resultan gaya yang bekerja pada muatan +𝑞 menjadi 𝐹₂. Nilai perbandingan 𝐹₁ dan 𝐹₂ adalah ....

18. Dua buah muatan listrik yang nilainya sama diletakkan pada jarak 1 meter, sehingga terjadi gaya coulomb sebesar 𝐹₁ Newton. Ketika jarak keduanya diubah menjadi dua kali semula, gaya coulomb yang dialami menjadi 𝐹₂. Perbandingan 𝐹₁ ∶ 𝐹₂ adalah ....

19. Muatan 𝑞₁, 𝑞₂, dan 𝑞₃ diletakkan segaris seperti gambar di bawah ini. (𝑘 = konstanta dielektrik medium)

Jika muatan 𝑞₃ digeser dari titik C ke D, perbandingan besar gaya Coulomb pada muatan 𝑞₂ sebelum dan sesudah 𝑞₃ digeser adalah ....

A. 9 : 1 B. 9 : 4 C. 4 : 1 D. 2 : 1 E. 1 : 2

20. Sistem dengan 3 muatan bebas yang sama besar diletakkan dalam satu garis sehingga seimbang seperti gambar berikut.

Jika 𝑞₃ digeser ¹₃𝑥 mendekati 𝑞₂, perbandingan besar gaya Coulomb 𝐹₁: 𝐹₂ menjadi ....

Karena muatan berbeda jenis maka resultan gaya pada muatan +𝑞 adalah jumlah dari gaya yang diakibatkan oleh masing-masing muatan. Sehingga gaya oleh masing-masing muatan adalah ¹₂𝐹1. Jika muatan −2𝑞 digeser sejauh 𝑎 (artinya jaraknya menjadi 2 kali dari sebelumnya), maka besarnya gaya menjadi ¹₄ kali lebih kecil, yakni menjadi ¹₈𝐹₁. 𝐹1∶ 𝐹2= 𝐹1∶ (1

2𝐹1+1

8𝐹1) ⇒ 𝐹1∶ 𝐹2= 8 ∶ 5

TRIK SUPERKILAT:

Ingat! Besar gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika

jaraknya menjadi dua kali semula, maka besar gaya malah menjadi lebih kecil empat kali semula. Jadi perbandingannya adalah:

𝐹₂=1 Jadi perbandingannya adalah:

𝐹₁∶ 𝐹₂= 𝑥 ∶9

4𝑥 ⇒ 𝐹₁∶ 𝐹₂= 4 ∶ 9

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 152 Menentukan besar gaya Coulomb pada dua kondisi berbeda.

21. Dua muatan listrik yang terpisahkan sejauh 10 cm mengalami gaya tarik-menarik (𝐹_𝐴) sebesar 10 N. Gaya tarik antara kedua muatan jika terpisah sejauh 5 cm sebesar ....

A. 10 N B. 20 N C. 30 N D. 40 N E. 50 N

22. Dua buah muatan listrik identik tetapi bermuatan tidak sama diletakkan terpisah seperti gambar. 𝐹 adalah gaya elektrostatis pada kedua muatan.

Jika jarak kedua muatan dijadikan ¹₂𝑟, maka gaya elektrostatis yang bekerja pada tiap muatan adalah ....

A. 8𝐹 B. 4𝐹 C. ³₂𝐹 D. ¹₂𝐹 E. ¹₄𝐹

23. Dua muatan listrik yang besarnya sama, namun berlainan tanda terpisah pada jarak 𝑟 sehingga timbul gaya elektrostatis sebesar 𝐹 seperti gambar di bawah ini!

Jika jarak kedua muatan dijadikan 3𝑟, maka gaya elektrostatis yang bekerja pada tiap muatan adalah ....

A. 9𝐹 B. 3𝐹 C. 𝐹 D. ¹₃𝐹 E. ¹₉𝐹

24. 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. ¹₉ 𝐹 B. ¹₃ 𝐹 C. ³₂ 𝐹 D. 3 𝐹 E. 9 𝐹

25. Dua muatan berjarak 2 meter berada di udara. Apabila jarak kedua muatan dijadikan 6 kali semula, maka besar gaya coulomb menjadi ....

A. ¹₂ kali semula B. ¹₄ kali semula C. ¹₉ kali semula D. ₁₆¹ kali semula E. ₃₆¹ kali semula

TRIK SUPERKILAT:

Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Jika jaraknya diperkecil 2 kali (dari 10 cm menjadi 5 cm), maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih besar 4 kali sebelumnya.

Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 40 N.

TRIK SUPERKILAT:

Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Jika jaraknya diperkecil 2 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih besar 4 kali sebelumnya.

Jadi gaya Coulomb sekarang adalah 4𝐹.

TRIK SUPERKILAT:

Ingat!! Gaya coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Jika jaraknya diperbesar 3 kali , maka besarnya gaya Coulomb menjadi lebih kecil 9 kali sebelumnya.

Jadi gaya Coulomb sekarang adalah ¹₉𝐹.

TRIK SUPERKILAT:

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.

Jadi gaya Coulomb sekarang adalah ¹₉𝐹.

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.

Jadi gaya Coulomb sekarang adalah ¹

36𝐹.

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 153 Membandingkan besar kuat medan listrik pada dua kondisi berbeda.

26. Dua muatan sejenis 𝑞₁ dan 𝑞₂ terpisah sejauh 𝑟. Jika 𝑞₂ digeser mendekati 𝑞₁ sejauh ¹₂𝑟, perbandingan kuat medan yang dialami 𝑞₂ pada keadaan awal dan akhir adalah ....

A. 4 : 1 B. 2 : 1 C. 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 ....

A. 1 : 4 B. 1 : 3 C. 2 : 3 D. 4 : 1 E. 5 : 4

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 ....

A. ⁴⁰₉ E B. ²⁰₉ E C. ¹⁵₃ E D. ¹⁰₃ E E. ⁵₆ E

29. Titik A terletak di tengah-tengah dua buah muatan yang sama besar tetapi berlainan jenis yang terpisah sejauh 𝑎. Besar kuat medan listrik di titik A saat itu 36 N/C. Jika titik A tersebut digeser

1

4𝑎 mendekati salah satu muatan maka besar kuat medan listrik titik A setelah digeser menjadi ....

A. 4 N/C B. 16 N/C C. 32 N/C D. 40 N/C E. 80 N/C

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.

TRIK SUPERKILAT:

Misal 𝐸₁ adalah 𝑎 maka besarnya 𝐸₂= 4𝑎 (karena 𝑟₂=¹₂𝑟₁) Jadi perbandingannya adalah:

𝐸₁∶ 𝐸₂= 𝑎 ∶ 4𝑎 ⇒ 𝐹₁∶ 𝐹₂= 1 ∶ 4

TRIK SUPERKILAT:

Ingat! Besar kuat medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika jaraknya menjadi dua kali semula, maka besar kuat medan listrik malah menjadi lebih kecil empat kali semula. Jadi

perbandingannya adalah:

𝐸₂ =1

4𝐸₁ ⇒ 𝐸₁ ∶ 𝐸₂ = 4 ∶ 1

TRIK SUPERKILAT:

Resultan kuat medan di titik C adalah Σ𝐸𝐶 = 𝐸𝐴+ 𝐸𝐵 = 𝐸 ⇒ 𝐸𝐴= 𝐸𝐵=¹₂𝐸 Ingat, kuat medan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Muatan A diperbesar ³₂ kali jaraknya  𝐸𝐴′= (⁴₉) 𝐸𝐴=²₉𝐸 Muatan B diperkecil dua kali jaraknya  𝐸𝐵′= 4𝐸𝐵 = 2𝐸

Maka, resultan kuat medan di titik D adalah Σ𝐸𝐷= 𝐸𝐴′+ 𝐸𝐵′= (²₉𝐸 + 2𝐸) =²⁰₉𝐸

TRIK SUPERKILAT:

Resultan kuat medan di titik A adalah Σ𝐸𝐴= 𝐸1+ 𝐸2= 36 N/C ⇒ 𝐸1= 𝐸2= 18 N/C

Titik A digeser ¹₄𝑎 artinya 𝑟1=³₄𝑎 dan 𝑟2=¹₄𝑎, jarak muatan pertama diperbesar ³₂ kali dan jarak muatan kedua diperkecil 2 kali.

Muatan 1 diperbesar ³₂ kali jaraknya  𝐸1′= (⁴₉) 𝐸1=²₉(18) = 4 Muatan 2 diperkecil dua kali jaraknya  𝐸2′= 4𝐸2= 2(18) = 36

Maka, resultan kuat medan di titik A setelah digeser adalah Σ𝐸𝐴= 𝐸1′+ 𝐸2′= (4 + 36) = 40 N/C

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 154 PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012

1. Tiga buah muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini.

Gaya Coulomb yang dialami muatan B sebesar .... (k = 9 10⁹ Nm² . C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C) A. 09 10¹ N ke muatan C

B. 09 10¹ N ke muatan A C. 18 10¹ N ke muatan C D. 18 10¹ N ke muatan A E. 36 10¹ N ke muatan C

2. Perhatikan gambar dua muatan titik berikut!

Dimana letak titik P agar kuat medan listrik di titik P tersebut sama dengan nol?

(k = 9 10⁹ Nm² . C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C) A. tepat di tengah Q1 dan 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

Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal 20November 2012 yang lalu.

Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.

Terimakasih, Pak Anang.

TRIK SUPERKILAT:

Karena semua bilangan pada jawaban berbeda, maka gunakan angka penting saja.

Σ𝐹 = 𝐹1− 𝐹2

= 𝑘𝑞𝐴𝑞𝐵

𝑟𝐴𝐵2 − 𝑘𝑞𝐶𝑞𝐵

𝑟𝐶𝐵2 (ingat vektor arah ke kanan dianggap positif)

= (9 ×1 × 1

1² ) − (9 ×2 × 1 1² )

= 9 − 18 = −9 (Arah negatif, artinya ke kiri ke muatan A) (Pasti jawabannya B)

TRIK SUPERKILAT:

Karena muatan berbeda maka letak muatan yang 𝐸 = 0 adalah dekat dengan muatan terkecil (𝑄₂)

Kita coba 𝑄₂ sebagai acuan:

𝑟₂= | √𝑞1

√𝑞1− √𝑞2

| 𝑑 = | √4

√9 − √4| 3 =2

1 3 = 6 cm (disebelah kanan 𝑄₂)

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 155 5.2. Menentukan besaran fisis fluks, potensial listrik, atau energi potensial listrik, serta penerapannya

pada keping sejajar atau pada rangkaian kapasitor.