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 +2,5q dan -q adalah F juga tentukan jarak antar kedua muatan tersebut dinyatakan dalam 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 berjaraknr₁, r_2,, dan r₃ dari pusat konduktor jika (a) r₁ =15 cm, b) r₂ =10 cm, dan c) r₃ =  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 nol? Gambarkan kurva kuat medan listrik E terhadap x
6. 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.
7. Sebuah bola konduktor bermuatan +10^-6C mempunyai jari-jari 8 cm. Hitung potensial di titik yang berjarak r₁ =10 cm, r₂ =8 cm, dan  r₃ =  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 q₃ = -6μC pada x = 3m. (a) Carilah gaya pada q₁. (b) Hitung energi potensial yang tersimpan dalam sistem ini.
11. Sinar kosmik yang menimpa bumi dari luar angkasa terdiri dari proton-proton. Proton ini datang pada permukaan bumi dengan kelajuan intensitas 1500 proton/m².s. 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 –q yang terpisah pada jarak 2d. Hitung medan listrik pada titik P yang berjarak y dari pusat dipol, anggap y >> d.
13. Dua bola konduktor yang bermassa sama digantungkan dengan dua tali sejajar yang panjangnya l=20 cm. Kedua bola disinggungkan dengan konduktor yang berpotensial V₁. Setelah dilepaskan dari konduktor, kedua bola akan saling tolak dan setelah kesetimbangan sudut yang dibuat oleh masing-masing tali terhadap garis vertikal adalah 20⁰. Jika percobaan dilakukan dengan konduktor V₂ ternyata sudut antara tali dengan garis vertikal 30⁰. Hitung perbandingan V₂/V₁.
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 listrik V pada titik yang terletak pada sumbu x pada (a) x = 6m (b) x = -10m. (c) Gambarkan kurva potensial listrik V terhadap