Information & Technology: Catatan Kecil fisikanya anak Farmasi

LISTRIK STATIS

01. Dua buah muatan qA dan qB masing-masing besarnya +40 µC dan +40 µC. Keduanya terpisah sejauh 40 mm di udara. Besar dan arah gaya listrik kedua muatan tersebut adalah ….
A. 9 × 10³ N
B. 10 × 10³ N
C. 6,75 × 10³ N
D. 6,75 × 10^-3 N
JAWAB
Untuk menjawab pertanyaan diatas sebaiknya kita gambarkan terlebih dahulu arah vektor gaya listrik diatas.

Muatan Listrik 01

Selanjutnya 40 µC = 40 x 10^-6 C
Jadi 40 µC = 4 x 10^-5 C
Untuk 40 mm = 4 x 10^-2 m
$F=k\frac { { q }_{ A }x{ q }_{ B } }{ { r }^{ 2 } } \\ \\ F=9x{ 10 }^{ 9 }\quad \frac { 4x{ 10 }^{ -5 }x4x{ 10 }^{ -5 } }{ { \left( 4x{ 10 }^{ -2 } \right) }^{ -2 } } \\ \\ F=9x{ 10 }^{ 9 }\quad \frac { 16x{ 10 }^{ -10 } }{ 16x{ 10 }^{ -4 } } \\ \\ F=9x{ 10 }^{ 9 }x{ 10 }^{ -10 }x{ 10 }^{ 4 }\\ \\ F=9x{ 10 }^{ 3 }\quad N$
Jadi jawaban yang benar adalah…
A. 9 × 10³ N

02. Dua buah partikel bermuatan berada di udara berjarak R satu sama lain dan tolak-menolak dengan gaya sebesar F. Jika jarak antara muatan menjadi dua kali semula, maka besar gaya tolak-menolak antara kedua partikel menjadi…
Muatan Listrik 02

A. F
B. 1⁄2 F
C. 1⁄4 F
D. 1⁄6 F
JAWAB
F₁ = F pada jarak r₁ = R
Kita diminta untuk menentukan F₂ pada jarak r₂ = 2R.
Sehingga..
$\frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } =\quad \frac { k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { { r }_{ 1 } }^{ 2 } } }{ k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { { r }_{ 2 } }^{ 2 } } } \\ \\ \frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } =\quad \frac { \frac { 1 }{ { { r }_{ 1 } }^{ 2 } } }{ \frac { 1 }{ { { r }_{ 2 } }^{ 2 } } } \\ \\ \frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } =\frac { { { r }_{ 2 } }^{ 2 } }{ { { r }_{ 1 } }^{ 2 } } \\ \\ { F }_{ 1 }\quad =\quad F\\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } =\frac { { (2R) }^{ 2 } }{ { R }^{ 2 } } \\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } =\frac { { 4R }^{ 2 } }{ { R }^{ 2 } } \\ \\ { 4F }_{ 2 }\quad =\quad F\\ \\ { F }_{ 2 }\quad =\quad \frac { 1 }{ 4 } F\\$
Jadi jawaban yang benar adalah…
C. 1⁄4 F

03. partikel penyusun atom yang tidak bermuatan disebut...
A. Elektron
B. proton
C. Neutron
D. Neukleon

Pembahasan:
Atom disusun oleh tiga partikel subatom yang penting, yaitu

-Elektron ; partikel bermuata negatif
-Proton ; partikel bermuatan positif
-Neuron; partikel tidak bermuatan atau netral
jawaban: C

04. Suatu benda dikatakan netral atau tidak bermuatan listrik, jika...
A. Muatan negatifnya lebih banyak
B. Muatan positifnya lebih banyak
C. Muatan negatif dan muatan positif sama banyak
D. Neutronnya lebih banyak

Pembahasan:
Benda netral atau tidak bermuatan listrik adalah benda yang jumlah negatifnya sama dengan jumlah muatan positifnya. Benda yang tidak bermuatan listrik dapat menjadi bermuatan listrik dengan cara menambah atau mengurangi elektron pada benda itu misalnya dengan cara menggosok.
jawaban: C

05. Jika benda yang bermuatan listrik negatif dihubungkan dengan bumi, maka benda itu akan menjadi netral, karena...
A. Elekrton dari bumi pindah ke benda
B. Elektron dari benda pindah ke bumi
C. Muatan positif mengalir dari bumi ke benda
D. Muatan positif mengalir dari benda ke bumi

pembahasan:
Bumi merupakan media yang dapat menerima atau memberikan elektron secara terbatas. Kerika sebuah benda yang bermuatan listrik negatif dihubungkan dengan bumi, maka elektron-elektron berlebih dari benda akan pindah ke bumi sehingga benda tersebut menjadi netral atau tidak lagi bermuatan listrik.

06. Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua buah muatan listrik dapat dinyatakan dengan hukum...
A. Newton
B. Ohm
C. Kirchhoft
D. Coulomb

pembahasan:
Jika dua buah benda yang bermuatan sejenis saling didekatkan, maka keduanya akan saling tolak menolak. Sebaliknya, jika benda bermuatan tidak sejenis didekatkan, maka keduanya akan saling tarik-menarik.
Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antar dua muatan bergantung pada besar muatan masing-masing benda dan jarak kedua benda tersebut. Gaya antar muatan listrik ini pertama kali diteliti oleh Charles Augustin de Coulomb yang kemudian menhasilkan Hukum Coulomb.
jawaban: D

07. Tiga muatan titik q₁, q₂, dan q₃ yang identik secara berurutan diletakkan pada tidak titik pojok segitiga bujur sangkar. F₁₂ adalah besar gaya antara q₁ dan q₂ serta F₁₃ adalah besar gaya antara q₁ dan q₃ maka tentukanlah perbandingan antara F₁₂ dan F₁₃….
A. 1/2
B. 2
C. 2^1/2
D. 1
JAWAB
Listrik Statis, Muatan Listrik 05

Semua muatan identik artinya :
q₁ = q₂ = q₃ = q
Selanjutnya jarak antar muatan juga sama karena posisi muatan berbentuk bujur sangkar yaitu sama dengan a.
r = a
$\frac { { F }_{ 12 } }{ { F }_{ 13 } } =\frac { k\frac { { q }^{ 2 } }{ { a }^{ 2 } } }{ k\frac { { q }^{ 2 } }{ { a }^{ 2 } } } =1$
Jadi jawaban yang benar adalah…
D. 1

08. Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya +4 μC dan – 8 μC berinteraksi dengan gaya sebesar 0,8 N. Jarak antara kedua muatan tersebut adalah ….
A. 18 cm
B. 1,8 cm
C. 3,6 cm
D. 60 cm
JAWAB
Dari soal disebutkan :
q1 = +4 μC = +4 × 10^-6 C
q2 = -8 μC = -8 × 10^-6 C
F = 0,8 N
k = 9 x 10⁹ Nm²/C²
untuk menentukan jarak kedua muatan (r), maka
$F=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { r }^{ 2 } } \\ \\ { r }^{ 2 }=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ F } \\ \\ { r }^{ 2 }=9x{ 10 }^{ 9 }\frac { 4x{ 10 }^{ -6 }x8x{ 10 }^{ -6 } }{ 0,8 } \\ \\ { r }^{ 2 }=9x{ 10 }^{ 9 }\frac { 4x{ 10 }^{ -6 }x8x{ 10 }^{ -6 } }{ 8x{ 10 }^{ -1 } } \\ \\ { r }^{ 2 }=9x4x{ 10 }^{ 9 }x{ 10 }^{ -6 }x{ 10 }^{ -6 }x{ 10 }^{ 1 }\\ \\ { r }^{ 2 }=36x{ 10 }^{ 9-6-6+1 }\\ \\ { r }^{ 2 }=36x{ 10 }^{ -2 }\\ \\ { r }^{ 2 }=0,36\\ \\ r=0,6m=60cm$
Jadi, jarak antara kedua muatan adalah 60 cm.
CARA CERDAS
Kita gunakan angka yang di depan saja
$F=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ { r }^{ 2 } } \\ \\ { r }^{ 2 }=k\frac { { q }_{ 1 }{ q }_{ 2 } }{ F } \\ \\ { r }^{ 2 }=9\frac { 4x8 }{ 8 } \\ \\ { r }^{ 2 }=36\\ \\ r=6$
Jawaban yang mungkin D.
Jadi jawaban yang benar adalah…
D. 60 cm

II.
09. Dua muatan listrik Q1 dan Q2 menimbulkan gaya tolak – menolak sebesar F pada saat jarak antara kedua muatan r. Jika gaya tolak – menolak menjadi 4F, maka jarak antara kedua muatan menjadi …

JAWAB
Muatan Listrik 02

F₁ = F
r₁ = r
F₂ = 4F
r₂ = …?
Besarnya jarak pada keadaan kedua adalah..

$\frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( \frac { { r }_{ 2 } }{ { r }_{ 1 } } \right) }^{ 2 }\\ \\ \frac { F }{ 4F } ={ \left( \frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \right) }^{ 2 }\\ \\ \sqrt { \frac { F }{ 4F } } =\quad \frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \\ \\ \sqrt { \frac { 1 }{ 4 } } =\frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \\ \\ \frac { 1 }{ 2 } =\frac { { r }_{ 2 } }{ { r } } \\ \\ { r }_{ 2 }\quad =\quad \frac { 1 }{ 2 } r$

10. Dua muatan dipisahkan sejauh L. Gaya coulomb yang bekerja pada dua muatan tersebut sebesar F. Jika jarak antara kedua muatan dijadikan dua kali semula, maka gaya Coulombnya menjadi…

JAWAB

LIstrik Statis - Muatan Listrik 04

Dari soal diatas, diketahui:
r₁ = L
r₂ = 2L
Jika,
F₁ = F
Maka Gaya Coulomb yang terjadi pada kondisi kedua adalah…
F₂ = …….?
$\frac { { F }_{ 1 } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( \frac { { r }_{ 2 } }{ { r }_{ 1 } } \right) }^{ 2 }\\ \\ { F }_{ 1 }=F\\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( \frac { { 2L } }{ L } \right) }^{ 2 }\\ \\ \frac { { F } }{ { F }_{ 2 } } ={ \left( 2 \right) }^{ 2 }\\ \\ F={ 4F }_{ 2 }\\ \\ { F }_{ 2 }=\frac { 1 }{ 4 } F$
sampai jumpa di episode berikutnya by: Fajar Subhiyanto

Information & Technology

Friday, November 9, 2018

Catatan Kecil fisikanya anak Farmasi

No comments:

Iklan