FISIKA
Bila tidak diberitahukan dalam soal, gunakan data sebagai berikut: - muatan elektron : qe = −1,6 x 10 −19 C; - muatan proton : q p = +1,6 x 10 −19 C; - massa elektron : me = 9,1 x 10 −1 kg; - massa proton : m p = 1,6! x 10 −"! kg 1 -k= = 9 x 10 9 $m"%C" #πε o Petunjuk A :
men( men(ata ataka kan n hubu hubung ngan an ga(a ga(a inte interak raksi si kedua muatan 3 dengan r adalah 5& * 3
r *B
3
diperg diperguna unakan kan dalam dalam menjamenjawab soal nomor 41 sampai ke nomor 60. r
#1& Berapa Berapa 'umlah 'umlah elektron elektron (ang terkand terkandun ung g dalam muatan listrik −1 C) * * 1," 1," x 10 10 1. elektron *B *B 1,60 1,60 x 10 10 1. elektron *C *C 6," 6," x 10 10 1. elektron */ */ 1," 1," x 10 10 19 elektron * * 1,60 ,60 x 10 19 elektron #"& Berapa besar ga(a elektro elektrostatik statik antara dua elektro elektron n bebas bebas pada pada ruang ruang hampa hampa (ang (ang satu satu sam sama lain lain ber' ber'ar arak ak 1 + *0,1 *0,1 nm nm
*C
3
r */
3
o
*ukuran umum dalam dimensi atomik * 1" n$ n$ *B 16 n$ n$ *C " n$ n$ */ "! n$ n$ * n$ #& /ua muatan atan tit titik − da dan −" 2oulomb 2oulomb tolak menolak dengan ga(a sebesar 3& 4ika muatan − 2oul 2oulom omb b dita ditamb mbah ahka kan n ke #& masing-masin masing-masing g muatan muatan titik itu, dan 'arak pisahn(a di'adikan dua kali semula, maka ga(a tolak-menolakn(a men'adi 5& * * 0,! ,! 3 *B 1, 3 *C 1,0 3 */ */ ,00 ,00 3 * 6,00 3 ##& ##& /ua /ua bend bendaa titi titik k berm bermua uata tan n +1 dan +" ber'arak r satu sama lain& Bila 'arak r diubah-ubah, maka graik (ang
SSC – ngerti abiz!
r *
3
r /ua /ua muat muatan an 1 = "0 µC dan 1 = #0 µC terpisah se'auh 1 m& 7ebuah muatan = 10 µC diletak diletakkan kan pada pada garis garis hubung hubung 1 dan ", di antara kedua muatan tersebut& 8a(a (ang dialami oleh muatan adalah * * !," !," $ ke ke arah arah 1 *B *B !," !," $ ke arah arah " *C *C .,# .,# $ ke arah arah 1 */ */ .,# .,# $ ke ke arah arah " * * #,0 #,0 $ ke arah arah 1
halaman 1 dari 13 halaman
#6& itik (ang bermuatan +1 µC dan titik B (ang bermuatan −60 µC berada pada 'arak 10 2m satu sama lain& itik C (ang bermuatan 90 µC berada di suatu tempat sehingga resultan ga(a-ga(a (ang beker'a pada muatan titik C sama dengan nol& etak titik C 5& * 0 2m dari dan #0 2m dari B *B #0 2m dari dan 0 2m dari B *C #0 2m dari dan "0 2m dari B */ 0 2m dari dan "0 2m dari B * " 2m dari dan 1 2m dari B #!& iga muatan (ang sama terletak pada sudut-sudut sebuah segitiga sama sisi& pabila besar ga(a antara dua muatan adalah 3, maka besarn(a resultan ga(a pada tiap muatan sama dengan 5& * 0 *B 3 *C 3√" */ 3√ * #3
* *B *C */ *
%# %" " #
0& 7uatu muatan + berada di titik *#,0 bidang kartesian * x, y&&itik dan titik B berturut-turut berada di *9,0 dan *1, −#& Bila kuat medan listrik di titik oleh muatan tersebut besarn(a sama dengan , maka besar kuat medan lsitrik di titik B sama dengan 5& * 0," *B 0,0 *C 0,! */ 1,00 * 1,"
1& itik / terletak di tengah-tengah antara titik dan B (ang masing-masing diberi muatan + 2oulomb& empat kedudukan kuat medan listrik (ang bernilai nol adalah pada: * garis lurus melalui / dan tegak lurus #.& /iketahui persegi BC/ dengan pan'ang B sisi a& ada keempat titik sudutn(a *B bola berpusat dan berpusat B masing-masing ditempatkan muatan masing-masing ber'ari-'ari > B listrik, = +", B = −, C = −", dan / *C bidang datar tegak lurus B melalui = +& Besar resultan ga(a elektrostatik / pada muatan sama dengan 5& */ elips dengan pusat dan B " q * titik / * k " a "& ada setiap titik sudut sebuah segitiga q" *B k " sama sisi dengan sisi " terdapat a muatan titik +"q, +"q dan +q&
SSC – ngerti abiz!
halaman 2 dari 13 halaman
& 4arak titik dan B adalah " m& Bila di titik dan B berturut-turut ditempatkan muatan titik +" dan +, maka titik antara dan B pada garis B (ang kuat medann(a nol adalah titik (ang 'arakn(a dari se'auh * *−. + #√" m *B *+# − "√" m *C *+. − #√" m */ 1 m * *−# + "√" m #& 7ebuah bola logam ber'ari-'ari " 2m diberi muatan sehingga kuat medan listrik di permukaann(a "0 $%C&
* −"00 µC *B +"00 µC *C −10 µC
!& otensial disuatu titik terhadap suatu partikel bermuatan adalah 600 ? dan kuat medann(a "00 $%C , maka 'arak titik itu ke partikel bermuatan serta besar muatann(a adalah * m dan " x 10−! C *B 2m dan x 10−! C *C " m dan "," x 10−! C */ 2m dan " x 10−! C * m dan x 10 −! C .& ada keempat titik-titik sudut bu'ur sangkar *sisi = 0 2m terletak muatan listrik& otensial listrik di pusat bu'ursangkar, 'ika dua muatan (ang bertetangga masing-masing adalah +" µC dan @" µC adalah * ,# x 10 ? *B 1,! x 10 ? *C nol */ @ 1,! x 10 ? * @ ,# x 10 ? 9& erhatikan gambar di baAah ini A
5m
Q
6& 500 N/C
45O
+10 µC −100 µC
*/ *
5m 5m
B 1m
Q’
= +" x 10 −9 C dan = −" x 10 −9 C& Dsaha (ang diperlukan untuk membaAa muatan −. x 10 −9 C dari ke B adalah * 1 x 10−. 4 *B 1## x 10 −. 4 *B 1 x 10−! 4 *C 1## x 10 −! 4 * 1## x 10 −6 4
Bola ke2il di atas (ang tergantung di u'ung seutas tali mempun(ai massa 10 gram dan berada di suatu medan listrik dengan intensitas 00 $%C& Bola berada 60& /i dalam tabung dioda, elektron keluar pada keadaan setimbang dalam posisi dari katoda diper2epat oleh anoda (ang seperti pada gambar& Besar dan 'enis berada pada potensial +00? terhadap muatan listrik tersebut adalah katoda& Berapa ke2epatan elektron Aaktu
SSC – ngerti abiz!
halaman 3 dari 13 halaman
sampai di anoda, 'ika massa elektron 10 −"! gram dan muatan elektron 1,6 x 10 −19 C& nggap bahAa elektron keluar dari katoda dengan ke2epatan aAal nol ) * #√6 x 106 m%s *B #√ x 10. m%s *C # x 106 m%s
SSC – ngerti abiz!
*/ #√6 x 10. m%s * #," x 10. m%s
halaman 4 dari 13 halaman
