SOAL DAN PEMBAHASAN UN FISIKA SMA 2015 NO 26-30

26. Perhatikan gambar berikut!

Letak muatan ketiga agar muatan ketiga tersebut tidak mengalami gaya Coulomb adalah...(k = 9⋅109 N⋅m2⋅C-2 dan μC = 10-6)
A. 2,4 dari muatan A
B. 2,4 dari muatan B
C. 4,8 dari muatan A
D. 4,8 dari muatan B
E. 5,0 dari muatan B

Pembahasan

Misalkan letak titik C di antara A dan B sejauh x dari A. Hingga jaraknya dari B adalah (8 - x) cm. Gaya akan nol jika gaya akibat A dan gaya akibat B sama besar.


Dari rumus gaya Coulomb dua muatan, 

Akarkan kedua ruas, kiri dan kanan sekaligus,
2x = 24 - 3x
5x = 24
x = 24/5 = 4,8 cm

Jawaban: C. 4,8 dari muatan A

27. Sebuah bola logam berongga berjari-jari 4 cm diberi muatan listrik sebesar 1,2 × 10-19 C. Potensial listrik titik P yang berjarak 6 cm dari pusat bola adalah....(k = 9⋅109 N⋅m2⋅C-2)


A. 1,8 × 10-8 volt
B. 2,1 × 10-8 volt
C. 2,7 × 10-8 volt
D. 3,6 × 10-8 volt
E. 4,0 × 10-8 volt

Pembahasan
Potensial pada sebuah titik di luar bola berongga pada jarak r dari pusat dirumuskan:
V = kQ/r sehingga:

V = kQ/r = 1,8 × 10-8 volt

Jawaban: A

28. Perhatikan gambar berikut! Jika kelima kapasitor pada gambar identik dengan kapasitansi C = 1 μC, maka besar muatan totalnya adalah....(1 μF = 1⋅10-6 F)

A. 1,5 μC

B. 3,5 μC

C. 5,0 μC

D. 7,0 μC

E. 7,5 μC

Pembahasan
Garis lurus di tengah rangkaian C1, C2, C3 dan C4 membuat ujung-ujung kapasitor memiliki potensial yang sama (tidak ada beda potensial), hingga tidak ada muatan yang tersimpan. Tinggal dihitung dari C5
Q = CV
Q = 1(1,5) = 1,5 μC

29. Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Tegangan jepit antara titik A dan E adalah...
A. 1 volt
B. 2 volt
C. 4 volt
D. 6 volt
E. 8 volt

Pembahasan
Anggap arus I mengalir searah jarum jam.
Σε + ΣIR = 0
-3 -9 + I(2 + 3 + 1) = 0
6I = 12
I = 2 A.

VAE = Σ ε + ΣIR
= 0 -2(1)
= -2 volt(Potensial A lebih rendah dari E)
Ambil jawaban 2 volt . Jawab: B

30. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
(1). kecepatan kawat
(2). arus yang mengalir dalam kawat
(3). konduktivitas termal
(4). permeabilitas ruang hampa

Faktor-faktor yang mempengaruhi besar induksi magnetik pada suatu kawat penghantar adalah...
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)

Pembahasan
Induksi magnetik yang dihasilkan kawat panjang berarus listrik:
B = μo i /2πa

di mana μo adalah permeabilitas ruang hampa, i kuat arus yang mengalir dalam kawat dan a jarak titik dari kawat penghantar. (2) dan (4) benar. Jawaban: D