Latihan Soal UN IPA SMP Materi Listrik Statis dan Pembahasannya

Latihan Soal UN IPA SMP Materi Listrik Statis dan Pembahasannya

Amongguru.com. Listrik statis diartikan sebagai kumpulan muatan-muatan listrik pada suatu benda. Efek listrik statis terjadi karena adanya perpindahan elektron.

Saat kita menyisir rambut yang kering, maka rambut akan menempel dan tertarik oleh sisir. Pada awalnya, rambut dan sisir tidak bermuatan atau netral.

Pada saat menggosokkan sisir ke rambut, maka elektron dari rambut akan berpindah ke sisir, sehingga sisir akan mendapatkan tambahan elektron.

Sisir yang mendapatkan tambahan elektron akan menjadi bermuatan negatif, sedangkan rambut yang melepaskan elektron, menjadi bermuatan positif. Peristiwa tersebut adalah contoh dari mendapatkan muatan elektron dengan cara digosok.

Contoh lainnya adalah saat penggaris plastik bemuatan menarik serpihan kertas. Penggaris plastik yang sudah digosok dengan kain wol akan menjadi bermuatan negatif, karena mendapatkan tambahan elektron dari wol. Penggaris yang bermuatan tersebut dapat menarik serpihan kertas yang ada.

Terjadinya petir merupakan contoh dari listrik statis yang sering dijumpai pada saat cuaca mendung.

Pada peristiwa terjadinya petir, terdapat pengosongan listrik statis. Pengosongan tersebut ditunjukkan oleh sambaran petir.

Atom dan Muatan Listrik pada Benda

Atom merupakan bagian terkecil dari suatu benda yang tidak dapat dibagi lagi. Partikel-partikel penyusun atom, yaitu proton, elektron, dan neutron. Proton adalah bagian penyusun atom yang bermuatan positif (+).

Elektron merupakan bagian penyusun atom yang bermuatan negatif (-). Sedangkan neutron adalah bagian penyusun atom yang tidak bermuatan (netral).

Penjelasan Lengkap tentang Listrik Statis dan Contohnya dalam kehidupan
Susunan atom netral

Muatan listrik pada benda dapat berupa muatan muatan positif dan muatan negatif. Benda bermuatan positif jika jumlah proton lebih besar dari jumlah elektron.

Benda bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih besar dari jumlah proton. Sedangkan  benda netral jika jumlah proton sama dengan jumlah elektron.

Benda-benda yang memiliki muatan listrik sejenis akan tolak menolak, sedangkan benda-benda dengan muatan listrik tidak sejenis akan tarik menarik.

Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitar muatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik.

Jika sebuah partikel menghasilkan gaya listrik, maka medan yang ditimbulkan di sekitar partikelt tersebut dinamakan medan listrik.

Medan listrik digambarkan direpresentasikan dengan garis-garis khayal yang keluar (untuk muatan positif) dan garis khayal yang mendekat atau masuk (untuk muatan negatif).

Kerapatan garis gaya listrik menunjukkan besarnya kuat medan listrik.

Hukum Coulomb

Besarnya gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak dua benda bermuatan listrik dapat dirumuskan dengan hukum Coulomb sebagai berikut.

Penjelasan Lengkap tentang Listrik Statis dan Contohnya

dengan :

F = gaya tarik menarik atau tolak menolak (Newton)
k = konstanta (9 x 102 Nm2/C2)
q1, q2 = besar muatan 1 dan muatan 2
r = jarak dua benda bermuatan (m)

Elektroskop

Elektroskop merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya muatan listrik pada benda.

Pendeteksi muatan pada elektroskop ini terdiri dari kepala (bagian atas) yang terbuat dari metal dan dua daun kaki (bagian bawah) yang terbuat dari emas.

Pada saat elektroskop dalam keadaan netral, jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif, baik di kepala maupun di daun kaki.

Penjelasan Lengkap tentang Listrik Statis dan Contohnya dalam kehidupan
Sebuah elektroskop netral

Prinsip Kerja elektroskop

Apabila elektroskop netral didekati benda bermuatan negatif. maka muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif pada kepala elektroskop. Akibatnya, muatan negatif di kepala elektroskop akan bergerak ke bawah menuju daun-daun kaki.

Karena sekarang daun kaki bermuatan negatif karena kelebihan elektron, maka kedua daun kaki pada elektroskop akan terbuka ke kiri dan ke kanan.

Semakin besar muatannya, maka semakin jauh jarak antar kedua daun kaki elektroskop. Jika yang didekatkan pada kepala elektroskop adalah benda bermuatan positif, maka elektron akan tertarik dari daun kaki menuju kepala elektroskop.

Hal tersebut akan mengakibatkan muatan negatif pada daun kaki berkurang, sehingga jarak antar kedua daun makin merapat.

Berikut ini Latihan Soal UN IPA SMP Materi Listrik Statis dan Pembahasannya untuk membantu belajar peserta didik kelas IX (sembilan) dalam mempersiapkan diri menghadapai Ujian Nasional pada mata pelajaran IPA.

Soal nomor 1

Dua buah muatan masing-masing Q1 dan Q2 berada di udara terpisah pada jarak 2r, sehingga terjadi gaya tarik sebesar F seperti tampak pada gambar.

Jika kedua muatan dipindahkan sehingga berjarak kali jarak mula-mula, maka gaya tarik antara kedua muatan menjadi ….
A. 4F
B. 2F
C. F
D. F

Kunci jawaban : A

Penjelasan :

Besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan berbanding terbalik dengan kuadrat  jarak antara dua benda bermuatan tersebut.

Karena jarak diperpendek  menjadi 1/2 kali, maka  besarnya gaya tarik menarik antara 2 benda tersebut menjadi 4 kali gaya semula.

Soal nomor 2

Dua benda bermuatan listrik saling berdekatan seperti gambar berikut!

Benda K dengan L tolak-menolak dengan gaya 3 N. Jika muatan K diperkecil menjadi +lQ dan muatan L diperbesar menjadi 8Q, sedangkan jarak K dengan L diperpanjang menjadi 10 cm, gaya tolak-menolak antara K dengan L menjadi ….
A. 3 N
B. 6 N
C. 12 N
D. 24 N

Kunci jawaban : A

Pembahasan :

F2 = 3 Newton

Soal nomor 3

Gambar berikut menunjukkan dua keadaan muatan-muatan listrik yang diletakkan pada jarak yang berbeda.

Jika pada keadaan (1) terjadi gaya tarik-menarik sebesar F maka pada keadaan (2) terjadi gaya
tarik-menarik sebesar ….
A. 0,5 F
B. 1 F
C. 2 F
D. 4 F

Kunci jawaban : B

Pembahasan :

Diketahui :
F1 = F
q1 = q
q2 = q
r1 = r
qa = 2q
qb = 2q
rb = 2r

Ditanya :
Fb = … ?

Jawab :
F = k. q1q2 / r²
Fr² = k. q1q2
Fr²/q1q2 = k

F1r1²/q1q2 = Fbrb²/qaqb
Fr²/qq = Fb.(2r)²/2q.2q
Fr²/q² = Fb4r²/4q²
F = Fb
Fb = F

Jadi, pada keadaan (2), gaya tarik menariknya adalah F

Soal nomor 4

Kaca  yang sudah digosok dengan kain sutera didekatkan pada penggaris yang digosokkan  pada rambut, yang akan terjadi adalah ….
A. tolak menolak
B. tarik menarik
C. tarik menarik dan tolak menolak
D. tidak terjadi apa-apa

Kunci jawaban : B

Pembahasan :

Kaca yang digosok dengan kain wol menjadi bermuatan positif, sedangkan penggaris yang digosok pada rambut menjadi bermuatan negatif, sehingga jika kaca dan penggaris didekatkan akan saling tarik menarik.

Soal nomor 5

Perhatkan gambar berikut!

Pada gambar di atas terdapat empat buah benda yang bermuatan. A menolak B, B menarik C, dan C menolak D. Jika benda A bermuatan positif (+) maka benda D bermuatan……
A. negatif
B. positif
C. netral
D. negatif atau positif

Kunci jawaban : A

Pembahasan :

Sifat muatan listrik : muatan listrik sejenis akan tolak menolak dan muatan listrik tidak sejenis akan tarik menarik.

Soal nomor 6

Dua benda bermuatan masing-masing 3 x 10-6 C dan 1 x 10-6 C. Jarak dua muatan tersebut adalah 30 cm dan k = 9 x 102 Nm2/C2, maka gaya yang dialami oleh kedua muatan adalah ….
A. 0,3 Newton
B. 3 Newton
C. 6 Newton
D. 9 Newton

Kunci jawaban : A

Pembahasan :

Penjelasan Lengkap tentang Listrik Statis dan Contohnya

F = 3 Newton

Soal nomor  7

Dua buah benda bermuatan dengan muatan yang sama, jaraknya dijadikan tiga kali semula, maka gaya yang akan dialami kedua muatan adalah …..
A. 9 kali semula
B. 4 kali semula
C. 1/2  kali semula
D. 1/9  kali semula

Kunci jawaban : D

Pembahasan :

Diketahui r2=3r1

Rumus menghitung gaya Coulomb :

Penjelasan Lengkap tentang Listrik Statis dan Contohnya

Berdasarkan rumus tersebut, maka gaya Coulomb (F) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan (r2).

F1/F2=(r2/r1)²
F1/F2=(3r1/r1)²
F1/F2=3²
F1/F2=9
F2 = 1/9 F1
Jadi F akhir sama dengan 1/9 kalinya F semula

Soal nomor 8

Di dalam memindahkan muatan sebesar 50 C diperlukan energi sebesar 10 Joule. Energi potensialnya adalah ….
A. 0,2 V
B. 0,5 V
C. 60 V
D. 500 V

Kunci jawaban : A

Pembahasan :

Diketahui :
Q = 50 C
W = 10 J
Diitanyakan : V = …. ?
Jawab :
V = W/Q
V = 10/50
V = 0,2 volt

Soal nomor 9

Potensial titik A dan B adalah 7 V menghabiskan energi 140 J. Muatan listrik yang dipindahkannya sebesar ….
A. 20 C
B. 200 C
C. 400 C
D. 980 C

Kunci jawaban : A

Pembahasan :

Diketahui :
Vab = 7 V
Wab = 140 J

Ditanya : q = …?

Jawab :
q = Wab : Vab
q = 140 : 7
q = 20 C

Soal nomor 10

Perhatikan gambar garis gaya listrik berikut!

Pola garis gaya listrik pada muatan listrik yang benar ditunjukkan oleh gambar ….
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4

Kunci jawaban : B

Pembahasan :

Garis gaya muatan positif polanya keluar dan garis gaya muatan negatif polanya masuk.

Demikian Latihan Soal UN IPA SMP Materi Listrik Statis dan Pembahasannya. Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan