(1) Dua buah muatan masing – masing 20 C dan 24 C terpisah pada jarak 12 cm. Hitung besar gaya yang bekerja pada kedua muatan tersebut bila:
a. Kedua muatan diletakkan di udara
b. Kedua muatan diletakkan dalam materi yang mempunyai permivitas relative 3
(2) Sebuah partikel bermuatan +5 μC diletakkan pada garis hubung dan diantara partikel – partikel bermuatan -9 μC dan -4 μC yang berjarak 0,5 m.
a. Tentukan besar dan arah gaya pada partikel bermuatan + 5 μC, jikalau diletakkan ditengah – tengah antara kedua partikel bermuatan negative
b. Dimana partikel bermuatan + 5 μC harus diletakkan supaya partikel tersebut tidak mencicipi gaya Coulomb yang disebabkan oleh kedua partikel bermuatan negative.
(3) Dua bola bermuatan listrik sejenis dan sama besar diikatkan pada ujung seutas tali sangat enteng yang panjangnya 9 cm. Bagian tengah tali lalu digantung pada suatu titik tetap. Akibat gaya tolak menolak antara kedua muatan, kedua tali membentuk sudut 60o pada ketika setimbang. Tentukan muatan partikel – partikel tersebut.
(4) Pada keempat titik sudut sebuah persegi yang panjang sisinya 30 cm terdapat muatan berturut – turut +5 μC, + 5 μC, -5 μC dan – 5 μC. Tentukan besar dan arah gaya yang bekerja pada muatan uji + 5 μC yang diletakkan di sentra persegi.
(5) Kuat medan listrik dimana dua keping sejajar yang terpisah 5 cm yaitu 2,5 × 105 N/C. Setetes minyak bermuatan negaif dengan massa 4,5 × 10-11 gram masuk ke dalam keping dan mencapai keseimbangan ketika minyak berada di tengah – tengah keping.
a. Keping mana yang positif
b. Hitung besar muatan minyak
c. Berapa besar gaya elektrostatik pada minyak sewaktu minyak berada 1 cm dari keping bawah
(6) Dua buah muatan +1,8 × 10-7 C dan -1,8 × 10-7 C terpisah sejauh 60 cm. Tentukan besar dan arah besar lengan berkuasa medan listrik di tengah – tengah kedua muatan ini.
(7) Dua buah muatan listrik A = 4q dan B = q terpisah sejauh 1 dm. Dimana letak titik yang besar lengan berkuasa medan listriknya nol. Jika :
a. Muatan A konkret dan B negatif
b. Muatan A konkret dan B positif
(8) Bola bermassa 0,6 gram di masukkan ke dalam ruang di mana terdapat besar lengan berkuasa medan listrik 900 N/C dengan arah horizontal. Bola berada dalam keadaan setimbang pada posisi menyerupai ditunjukkan pada gambar. Apa jenis muatan bola dan berapa besarnya?
(9) Dalam atom hidrogen terdapat sebuah proton pada inti atom dan sebuah elektron yang bergerak mengitari inti atom pada jarak 4 × 10-10 cm. Hitung:
a. Kelajuan elektron mengitari inti atom
b. Frekuensi elektron
(10) Sebuah keping sejajar dengan luas 200 cm2 didiberi muatan yang berlawanan. Besar dari muatan ini yaitu q = 9 × 10-7 C. Hitung besar lengan berkuasa medan keping tersebut jikalau diantara keping diisi mika ( εr = 5,4).
(11) Pada titik sudut suatu segitiga sama sisi (sisi 8 cm) masing – masing terletak 3 muatan (seperti gambar). Hitung:
a. Potensial di titik E dan F
b. Usaha untuk memindahkan muatan 4 μC dari titik C ke titik F
(12) Dalam suatu tabung hampa yang mempunyai elektroda negatif (katoda) dan elektroda konkret (anoda) bergerak elektron – elektron yang digerahkan oleh katoda yang digerahkan. Hitung kecepatan elektron datang di anoda, jikalau kecepatan pertama elektron di katoda nol. Beda potensial anoda dan katoda 340 V dan massa elektron 9,1 × 10-31 kg, muatan elektron -1,6 × 10-19 C.
(13) Dua keping logam dipisahkan pada jarak 10 cm. Keping tersebut didiberi muatan yang berlawanan sedemikian sehingga besar lengan berkuasa medan listrik yang timbul antara dua keping 2500 N/C. Sebuah elektron dilepaskan dari keeping negatif. Hitung waktu yang dibutuhkan dan kecepatan elektron datang di keping positif. (massa elektron 9,1 × 10-31 kg, muatan elektron -1,6 × 10-19 C).
(14) Analog soal no di atas, tetapi yang dilepaskan proton. (massa elektron 9,1 × 10-31 kg, muatan proton +1,6 × 10-19 C)
(15) Sebuah elektron ditembakkan dengan kecepatan pertama 5 × 106 m/s searah medan listrik yang kekuatannya 103 N/C. Kapan dan dimana elektron berhenti?
(16) Dua keping logam yang sejajar dan jaraknya 0,5 cm atau dari yang lain didiberi muatan listrik yang berlawanan (lihat gambar) sampai beda potensial 104 V. Bila muatan elektron yaitu 1,6 × 10-19 C, maka besar dan arah gaya Coulomb pada sebuah elektron yang ada di antara kedua keping sebesar?
(17) Sebuah elektron diarahkan dengan sudut 45o dengan kecepatan pertama 3 × 108 m/s dalam medan listrik vertikal E = 103 N/C yang berasal dari 2 keping elektroda. Jika jarak keping d = 2 cm, dan panjang keping l = 10 cm, apakah elektron akan menumbuk keping atas? Jelaskan dengan perhitungan. (massa elektron 9,1 × 10-31 kg, muatan elektron -1,6 × 10-19 C).
(18) Sebuah partikel bermuatan negatif (q = -1,8 × 10-19 C, massa 9 × 10-31 kg) ditembakkan dari sebuah lubang (titik A) pada keping bawah dua buah pelat sejajar dengan kecepatan pertama v dan sudut elevasi 60o (seperti gambar). Partikel sempurna mendatar ketika menyentuh keping atas dan masuk ke lubang pada titik B. Jika keping bagia atas didiberi potensial -100 V, dan penggalan bawah 100 V serta jarak antar keping 2 cm. Hitunglah :
a. Besar energi kinetik yang dibutuhkan untuk menembakkan partikel
b. Percepatan yang dialami partikel
c. Kecepatan pertama v partikel
d. Waktu yang dibutuhkan partikel menempuh jarak AB
(19) Kapasitas keping sejajar, luas tiap kepingnya 2000 cm2, kedua keping terpisah 1 cm. Kapasitor dihubungkan dengan sumber listrik yag bertegangan 12 V. Tentukan:
a. Kapasitas kapasitor
b. Rapat muatan keping
c. Kuat medan dalam kapasitor
d. Muatan listrik pada kapasitor setlah disisipi materi dielektrik dengan εr = 5!
(20) Kapasitor keping sejajar dengan luas keping 200 cm2 dan jarak antara kepingnya 0,5 cm. Kapasitor meliputi materi dielektrik dengan permitivitas relative 5. Jika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V, hitung:
a. Energi yang tersimpan dalam kapasitor
b. Rapat energi dalam medan listrik
(21) Kapasitor sejajar luas tiap kepingnya 20 cm2 dipisahkan dengan kertas 3,54 mm. Jika kutub – kutub kapasitor dihubungkan dengan baterai 12 volt, tentukan:
a. Kapasitas kapasitor
b. Muatan yang tersimpan dalam kapasitor
c. Energi yang tersimpan dalam kapasitor
(22) Kapasitas keping sejajar kapasitasnya 20 μF ketika diantara kedua keping kosong tanpa materi dielektrik. Kapasitor dimuati dengan menghubungkan ke sumber tegangan 6 volt, dan sehabis penuh terisi muatan baterai di lepas lalu disisipkan materi dielektrik dengan εr = 5. Tentukan :
a. Kapasitas kapasitor sehabis disisipkan materi dielektrik
b. Perubahan beda potensial antara ujung – ujung kapasitor
c. Energi yang tersimpan sehabis disisipkan materi dielektrik
(23) Kapasitas kapasitor ketika diantara kedua kepingnya kosong sebesar 50 pF. Kapasitor lalu dihubungkan dengan sumber tegangan 9 volt. Tanpa melepas baterai, diantara kedua keping lalu disisipkan materi dielektrik εr = 4. Tentukan :
a. Kapasitas kapasitor sehabis disisipkan materi dielektrik
b. Perubahan muatan yang tersimpan dalam kapasitor
c. Perubahan energi yang tersimpan sehabis disisipkan materi dielektrik
(24) Saat kapasitor sejajar meliputi kertas, energi yang tersimpan sebesar 20 joule. Jika kertas dilepas tanpa melepaskan baterai, energi yang tersimpan menjadi 5 joule. Jika kapasitas ketika kosong 5 F. Tentukan:
a. Permitivitas relative materi dielektrik
b. Persentase perubahan muatan yang tersimpan
(25) Tiga kapasitor masing – masing 2 μF, 3 μF, dan 6 μF di susun secara seri. Jika beda potensial pada kapasitor 2 μF sebesar 6 volt. Tentukan :
a. Beda potensial pada kapasitor 3 μF dan 6 μF
b. Beda potensial total pada ujung – ujung rangkaian
(26) Tiga kapasitor masing – masing 2 μF, 5 μF, dan 8 μF disusun secara paralel. Jika muatan yang tersimpan pada kapasitor 2 μF sebesar 6 μC, tentukan :
a. Muatan pada kapasitor 5 μF dan 8 μF
b. Muatan total pada rangkaian
