1. SOAL DAN PEMBAHASAN LISTRIK STATIS
BerikutiniditampilkanbeberapasoaldanpembahasanmateriListrikStatis yang dibahas di kelas
XII SMA.
1) Duabuahpartikelbermuatanberjarak R satusama lain danterjadigayatarik-menariksebesar F.
Jikajarakantarakeduamuatandijadikan 4 R, tentukannilaiperbandinganbesargayatarik-menarik
yang terjadiantarakeduapartikelterhadapkondisiawalnya!
Pembahasan
sehingga
2) Tigabuahmuatan A, B dan C tersusunsepertigambarberikut!
Jika QA = + 1 μC, QB = − 2 μC ,QC = + 4 μCdan k = 9 x 109
N m2
C−
2
tentukanbesardanarahgaya Coulomb padamuatan B !
Pembahasan
Padamuatan B bekerja 2 buahgaya, yaituhasilinteraksiantaramuatan A dan B sebutsaja FBA
yang berarahkekiridanhasilinteraksiantaramuatan B dan C sebutsaja FBC yang
berarahkekanan. Ilustrasisepertigambarberikut:

2. Karenakeduagayasegarisnamunberlawananarahmakauntukmencariresultangayacukupdengan
mengurangkankeduagaya, misalkanresultannyakasihnama Ftotal:
F total = FBC - FBA
F total = 72 X 10 - 3
- 18 x 10 -3
= 54 x 10 -3
N
Arahsesuaidengan FBCyaitukekanan.
3) Duabuahmuatan tersusunsepertigambarberikut!
Jika Q1 = + 1 μC, Q2 = − 2 μC dan k = 9 x 109
N m2
C−
2
tentukanbesardanarahkuatmedanlistrikpadatitik P yang terletak 4 cm di kanan Q1 !
Pembahasan
Rumusdasar yang dipakaiuntuksoaliniadalah
dimana Eadalahkuatmedanlistrik yang dihasilkansuatumuatan, dan r
adalahjaraktitikdarimuatansumber. Harapdiingatlagiuntukmenentukanarah E :
"keluardarimuatanpositif" dan "masukkemuatannegatif"
Perhatikanilustrasipadagambar!
Langkahberikutnya adalahmenghitungmasing-masingbesarkuatmedan magnet E1dan
E2kemudianmencariresultannyajanganlupaubahsatuan centimeter menjadi meter.
Supayalebihmudahhitungsecaraterpisahsatupersatusaja,..
Arah kearahkanan.
4) Gambarberikutadalahsusunantigabuahmuatan A, B dan C yang
membentuksuatusegitigadengansudutsiku-siku di A.

3. Jikagayatarik-menarikantaramuatan A dan B samabesardengangayatarik-
menarikantaramuatan A dan C masing-masingsebesar 5 F,
tentukan resultangayapadamuatan A !
Pembahasan
Karenakeduagayamembentuksudut 90°cari denganrumusvektorbiasa :
5) Tigabuahmuatanmembentuksegitigasamasisisepertigambarberikut.
Jarakantarketigamuatanmasing-masingadalah 10 cm.
Jika Q1 = + 1 C, Q2= Q3 = − 2 C dan k = 9 x 109
N m2
C− 2
tentukan besarresultangaya
Coulomb padamuatan Q1 !
Pembahasan
Tipesoalmiripsoalnomor 4, dengansudut 60° dannilaimasing-
masinggayaharusdicariterlebihdahulu.
Angka 18 x 1011
N namakansaja X untukmempermudahperhitunganselanjutnya.
6) Duabuahmuatanmasing - masing Q1 = 1 μCdan Q2 = 4 μCterpisahsejauh 10 cm.

4. Tentukanletaktitik yang memilikikuatmedanlistriknol !(TipikalSoal UN)
Pembahasan
Letaktitikbelumdiketahuisehinggaadatigakemungkinanyaitu di seblahkiri Q1, di sebelahkanan
Q2ataudiantara Q1dan Q2.
Untukmemilihposisinyasecarabenarperhatikanilustrasiberikutinidaningatkembalibahwakuatm
edanlistrik "keluaruntuk muatanpositif" dan "masukuntuk muatannegatif".
Namakansajatitik yang akandicarisebagaititik P.
Ada 2 tempatdimana E1dan E2salingberlawanan, ambilsajatitik yang
lebihdekatdenganmuatan yang nilaimutlaknyalebihkecilyaitudisebelahkiri Q
1dannamakanjaraknyasebagai x.
Letaktitik yang kuatmedannyanoladalah 10 cm di kiri Q1atau 20 cm di kiri Q2.
7) Sebuahmuatanlistriknegatifsebesar Q yang beradapadasuatumedanlistrik E yang
berarahkeselatan. Tentukanbesardanarah gayalistrikpadamuatantersebut!
Pembahasan
Hubunganantarakuatmedanlistrik E dangayalistrik F yang terjadipadasuatumuatan q adalah
F = QE
denganperjanjiantandasebagaiberikut:
Untukmuatanpositif, F searahdenganarah E
Untukmuatannegatif, F berlawananarahdenganarah E
Padasoaldiatas E berarahkeselatansehinggaarah F adalahkeutara,
karenamuatannyaadalahnegatif.
8) Perhatikangambartigabuahmuatan yang berada di sekitartitik P berikut!

5. Jika k = 9 x 109
N m2
C− 2
, Q1 = + 10−12
C, Q2 = + 2 x 10−12
C dan Q3 = - 10−12
C,
tentukanbesar potensiallistrikpadatitik P !
Pembahasan
9) 8 buahmuatanlistrik 4 diantaranyasebesar + 5 C dan 4 lainnyaadalah − 5 C
tersusunhinggamembentuksuatukubus yang memilikisisisepanjangr.
Tentukanbesarpotensiallistrik di titik P yang merupakantitikberatkubus !
Pembahasan
Kenapanol? Jarakmasing-masingmuatanketitik P adalahsamadanbesarmuatanjugasama,
separuhpositifdanseparuhlaginegatifsehinggajikadimasukkanangkanyahasilnyaadalah nol.
10) Duabuahpartikeldenganbesarmuatan yang
samadigantungdenganseutastalisehinggatersusunsepertigambarberikut!

6. Jika tan θ = 0,75danbesarteganganpadamasing-masingtaliadalah 0,01 N,
tentukan besargayatolak - menolakantarakeduapartikel!
Pembahasan
Perhatikanuraiangayapada Q2berikut !
Karenanilaigayatalisudahdiketahui, makadenganprinsipkeseimbanganbiasadidapat :
FC = T sin Θ
FC = 0,01 x 0,6 = 0,006 Newton
11) Sebuahpartikel yang bermuatannegatifsebesar 5 Coulomb
diletakkandiantaraduabuahkeping yang memilikimuatanberlawanan.
Jikamuatantersebutmengalamigayasebesar 0,4 N kearahkeping B,
tentukan besarkuatmedanlistrikdanjenismuatanpadakeping A !
Pembahasan

7. F = QE
E = F / Q = 0,4 / 5 = 0,08 N/C
Untukmuatannegatifarah E berlawanandengan F sehingga E
berarahkekiridandengandemikiankeping B positif, keping A negatif.
12) Sebuah bola beronggamemilikimuatansebesar Q Coulomb danberjari-jari 10 cm.
Jikabesarpotensiallistrikpadatitik P adalah (kQ / x ) volt, tentukannilai x !
Pembahasan
Untukmencaripotensialsuatutitik yang berada di luar bola, V = (kq)/rdimana r
adalahjaraktitiktersebutkepusat bola ataux = (0,1 + 0,2) = 0,3 meter.
13) Tentukanbesarnyausahauntukmemindahkanmuatansebesarpositifsebesar 10
μCdaribedapotensial 220 kilovolt ke 330 kilovolt !
Pembahasan
W = q ΔV
W = 10μC x 100 kvolt = 1 joule
14) Perhatikangambarberikut ! E adalahkuatmedanlistrik padasuatutitik yang
ditimbulkanoleh bola berongga yang bermuatanlistrik + q.
Tentukanbesarkuatmedanlistrik di titik P, Q dan R jikajari-jari bola adalahxdantitik R
beradasejauhhdaripermukaan bola!
Pembahasan
Titik P di dalam bola sehingga EP = 0
Titik Q di permukaan bola sehingga EQ = (kq)/x2
Titik R di luar bola sehingga ER = (kq)/(x + h)2

8. 15) Sebuahpartikelbermassa m danbermuatannegatifdiammelayangdiantaraduakepingsejajar
yang berlawananmuatan.
Jika g adalahpercepatangravitasibumidan Q
adalahmuatanpartikeltentukannilaikuatmedanlistrik E
antarakeduakepingdanjenismuatanpadakepingQ !
Pembahasan
Jikaditinjaugaya-gaya yang bekerjapadapartikelmakaadagayagravitasi/ gayaberat yang
arahnyakebawah. Karenapartikelmelayang yang berartiterjadikeseimbangangaya-gaya,
makapastilaharahgayalistriknyakeatasuntukmengimbangigayaberat.
Muatannegatifberartiarahmedanlistrik E berlawanandenganarahgayalistrik F sehinggaarah E
adalahkebawahdankeping P adalahpositif (E "keluardaripositif, masukkenegatif"), keping Q
negatif.
Untukmencaribesar E :
F listrik = W
qE = mg
E = (mg)/q