Sebuah bola logam berongga berjari-jari 4 cm diberi muatan listrik sebesar 1,2x10−19C. Potensial listrik titik P yang berjarak 6 cm dari pusat bola adalah ... [k=9.109Nm2C−2]
Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA tahun 2015 No. 26-30
fisikastudycenter.com- Soal dan pembahasan UN fisika SMA tahun 2015. Pembahasan soal nomor 26-30.
Soal No. 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,
Jawaban: C. 4,8 dari muatan A
Soal No. 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:
Jawaban: A
Soal No. 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
Soal No. 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
Soal No. 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