Soal dan Pembahasan Gaya Listrik dan Medan Listrik

1. Diagram di bawah ini mnunjukkan tiga bola kecil bermuatan dengan muatan yang berbeda.
a). Berapakah nilai perbandingan gaya antara bola A dan B dengan gaya antara bola B dan C?
b). Berapakah resultan gaya yang bekerja pada bola B?

Jawab:

2. Dua buah muatan yang besar dan tandanya tidak diketahui diamati saling tolak menolak dengan gaya 1 N ketika jarak pisahnya 25cm. Berapakah gaya ini jika keduanya terpisah pada jarak:
a). 50 mm
b). 100 mm
c). 250 mm
d). 5 mm
Jawab:

 3. Dua muatan 1,0 x 10-9 C dan 9,0 x 10-9 C terpisah pada jarak 30 cm. Tentukan besar gaya listrik pada masing-masing muatan ketika berada:
a). di udara,
b). dalam bahan yang memiliki permitivitas relatif 3.
Jawab:

4. Sebuah muatan uji -5,0 x 10-7 C diletakkan di antara dua buah muatan lainnya, sehingga muatan tersebut berada 50 mm dari muatan -3,0 x 10-7 C dan 10 mm dari muatan -6,0 x 10-7 C. Ketiga muatan terletak pada satu garis lurus. Berapa besar dan arah gaya pada muatan uji?
Jawab:

5. Dua buah muatan q1 = 4,0 x 10-8 C dan q2 = 1,0 x 10-8 C terpisah pada jarak 21 cm.
a). Dimanakah seharusnya sebuah muatan -1,0 x 10-7 C diletakkan sehingga tidak ada resultan gaya yang bekerja pada muatan tersebut?
b). Dimanakah seharusnya sebuah muatan 1,0 x 10-7 C diletakkan sehingga tidak ada resultan gaya yang bekerja pada muatan tersebut?
Jawab: a).

 b).

6. 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 pusat persegi.
 Jawaban 1:

Alternatif jawaban kedua:

7. Suatu persegi sama sisi ABC yang panjang sisinya 30 cm berada di udara. Pada titik-titik sudut A, B, dan C berturut-turut terdapat muatan listrik -2 x 10-6 C, +2 x 10-6 C, dan +3 x 10-6. Tentukan besar gaya Coulomb di titik C.
 Jawab:

8. Kuat medan listrik di mana kedua keping sejajar yang terpisah 5 cm adalah 2,5 x 105 N/C. Setetes minyak bermuatan negatif dengan massa 4,5 x 10-11 g masuk kedalam keping dan mencapai keseimbangan ketika minyak berada di tengah-tengah keping.
a). Keping mana yang positif (keping atas atau keping bawah)?
b). Hitung besar muatan minyak.
c). Berapa besar gaya elektrostatik pada minyak sewaktu minyak berada 1,0 cm dari keping bawah?
 Jawab:

9. Dua buah muatan +1,8 x 10-7 C dan -1,8 x 10-7 terpisah sejauh 60 cm, Tentukan besar dan arah kuat medan listrik di tengah-tengah kedua muatan ini.
Jawab:

10. Dua buah muatan listrik +4q dan -q terpisah sejauh 1 dm. Dimanakah letak titik yang kuat medan listriknya nol?

Soal dan Pembahasan Hukum Newton tentang Gravitasi

30. Hitung besar dan arah resultan gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa m (lihat gambar). Nyatakan jawaban anda dalam G, m, dan a.

Jawaban:

31. Tiga buah partikel diletakkan di titik-titik sudutsebuah segitiga siku-siku (lihat gambar). hitung besar dan tangen arah resultan gaya gravitasi yang bekerja pada partikel bermassa m. Nyatakan jawaban anda dalam G, m, dan a.

Jawaban:

32. Dua buah partikel bermassa 0,2 kg dan 0,3 kg terpisah sejauh 0,15 m. Partikel ketiga yang bermassa 0,05 kg diletakkan di antara keduanya dan pada garis hubung kedua partikel itu. Hitung:
a). Gaya gravitasi yang bekerja pada partikel ketiga jika partikel itu diletakkan 0,005 m daari benda bermassa 0,3 kg.
b). Di manakah di antara garis hubung tersebut partikel ketiga harus diletakkan agar gaya gravitasi tidak bekerja pada partikel itu?
 Jawaban:

36. Hitung besar dan arah percepatan gravitasi di suatu titik P yang terletak pada garis sumbu dari garis penghubung dua buah massa yang terpisah sejauh 2a, seperti ditunjukkan pada gambar. Nyatakan jawaban anda dalam G, m, dan a.

Jawaban:

37. Percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah 9,8 m/s2. Hitung percepatan gravitasi di permukaan planet yang memiliki:
a). massa sama dan jari-jari dua kali;
b). jari-jari sama dan massa jenis dua kali;
c). jari-jari setengah kali dan massa jenis dua kali.
Jawaban:

38. Pada ketinggian berapa, di atas permukaan bumi, percepatan gravitasi akan berkurang;
a). 1% dibandingkan dengan permukaan bumi;
b). 5% dibandingkan dengan permukaan bumi?
Jawaban:

39. Dua planet P dan Q mengorbit matahari. Perbandingan antara periode revolusi planet P dan planet Q mengitari matahari 8:1. Apabila jarak planet Q ke matahari adalah 1,6 satuan astronomi, tentukan jarak planet P ke matahari.
Jawaban:

40. Dua planet P dan Q mengorbit matahari. Perbandingan antara jarak planet P dan planet Q ke matahari adalah 4 : 9. Apabila periode planet P mengelilingi matahari adalah 24 hari,, tentukan periode planet Q. 
Jawaban: