Lembar Kerja Siswa (Listrik Statis)

Lembar Kerja Siswa (Listrik Statis)
Lembaran Kerja Siswa (LKS) Bab-4.1
Listrik Statis
Berikut disajikan masalah-masalah listrik statis. Semua masalah tersebut akan dapat
dipecahkan jika Anda membaca Bab-4.1 dan berdiskusi dengan teman Anda. Oleh sebab
itu, bacalah Bab-4.1 dengan seksama, kemudian diskusikan masalah-masalah tersebut,
dan susunlah laporan hasil diskusi Anda.
1. Dua buah muatan
masing-masing +2q dan +5q yang terpisah sejauh r mengalami
gaya tolak menolak sebesar
F
. Jika gaya tarik menarik antara muatan
+2,5
q
dan q
adalah
F
juga tentukan jarak antar kedua
muatan tersebut dinyatakan dalam
1/4
Lembar Kerja Siswa (Listrik Statis)
r.
2. Dua muatan listrik
masing-masing sebesar 0,05 μC dipisahkan pada
jarak 10 cm.
Tentukan (a) besar gaya yang dilakukan oleh satu muatan
terhadap muatan lainnya, (b)
energi potensial dari sistem
tersebut.
3. Hitunglah
perbandingan gaya listrik terhadap gaya gravitasi yang dilakukan oleh
proton terhadap elektron.
4. Sebuah
bola konduktor (q=10 mC) berjari-jari 10 cm ditempatkan di ruang
hampa.
Hitung kuat medan di titik yang berjarakn
r1, r2,, dan r3 dari pusat konduktor
jika (a) r1 =1
5
cm, b)
r
2
=10 cm, dan
r
c)
3
= 5cm.
5. Dua muatan masing-masing
sebesar 4μC berada pada sumbu x,
satu terletak pada
x=0 dan lainnya pada
x
=8m. Carilah medan
listrik pada sumbu
x
pada (a)
x
= -2m (b)
x
= 2m, (c)
x
= 6m, (d)
x
= 10m. (e) Pada titik mana medan listriknya
E
terhadap
x
nol? Gambarkan kurva kuat medan listrik
6. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada
listrik pada titik
yang terletak pada sumbu
Gambarkan
kurva kuat medan
listrik
E
terhadap
x
.
titik asal. Tentukan besar dan arah medan
x pada (a) x = 6m (b) x =
-10m. (c)
7. Sebuah
bola konduktor bermuatan +10-6C mempunyai jari-jari 8 cm.
potensial di
titik yang berjarak
r
Hitung
2/4
Lembar Kerja Siswa (Listrik Statis)
1
=10 cm,
r
2
=8
r
3
cm, dan = 6 cm
dari pusat konduktor.
8. Dua muatan
titik berada pada sumbu x, q1 = -6μC pada x = 0, q2 =
2μC pada x=8m.
Carilah potensial
listrik pada sumbu
x
pada (a)
x
= -2m (b)
x
= 4m, (c)
x
= 10m. (d) Pada titik mana potensial listriknya nol? Gambarkan
kurva potensial listrik
V
terhadap
x.
9. Pada
titik sudut suatu segitiga sama sisi ABC masing-masing terdapat muatan
3mC, -7 mC, dan 5mC. Panjang sisi segitiga i2tu 8 cm. Hitunglah (a) potensial di titik E
(tengah-tengah AB) dan titik F (tengah-tengah BC), (b) berapa usaha orang
untuk
memindahkan muatan 4mC dari titik E ke F?
10. Tiga muatan titik berada pada pada sumbu x; q1 =
-6μC pada x =
-3m, q2 = 4μC
pada x=
0 dan
q
3
=
x
=
q
1
-6μC pada
3m. (a) Carilah gaya pada
. (b) Hitung energi
potensial yang tersimpan dalam sistem ini.
11. Sinar
kosmik yang menimpa bumi dari luar angkasa terdiri dari proton-proton.
2.s
Proton ini datang pada permukaan bumi dengan kelajuan intensitas 1500
proton/m
. Hitung berapa jumlah muatan yang berasal dari
sinar kosmik tiap detik yang diterima oleh
bumi? Jari-jari bumi R=6.400 km.
12. Suatu
dipol listrik terdiri dari 1 muatan positif +q dan 1 muatan negatif
pisah pada jarak
–q yang ter
3/4
Lembar Kerja Siswa (Listrik Statis)
2d
. Hitung medan listrik pada
y
dari
pusat dipol, anggap
y >> d.
titik P yang berjarak
13. Dua bola
konduktor yang bermassa sama digantungkan dengan dua tali sejajar yang
panjangnya
l=20 cm. Kedua
bola disinggungkan dengan konduktor yang
berpotensial V
Setelah dilepaskan dari konduktor, kedua
1.
bola akan saling tolak dan
setelah kesetimbangan sudut yang dibuat oleh masing-masing tali
0. Jika
terhadap
garis vertikal adalah 20
percobaan dilakukan dengan konduktor V
2
ternyata sudut
0
antara tali dengan garis vertikal 30
. Hitung perbandingan V
2
/V
1
.
14. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada titik asal. Tentukan besar dan
arah medan
listrik pada titik yang terletak pada sumbu
x pada (a) x = 6m (b) x = -10m. (c)
Gambarkan kurva kuat medan listrik
E
terhadap
x
.
15. Suatu muatan sebesar 4 μC terletak pada titik asal. Tentukan potensial
titik yang terletak pada sumbu
x
pada (a)
x
= 6m (b)
x
= -10m. (c) Gambarkan kurva potensial listrik
V
terhadap
listrik V pada
4/4