Soal SBMPTN fisika no 16

Kecepatan sudut benda diberikan dalam bentuk kurva seperti gambar.

Pernyataan yang benar adalah …
(A) Pergeseran sudut benda dalam selang 0 ≤ t ≤ 4 detik adalah 40 radian
(B) Pergeseran sudut benda dalam selang 4 ≤ t ≤ 9 detik adalah \(\left(\frac{20}{3} \right) \) radian
(C) Percepatan sudut benda pada saat t = 2 detik adalah \(\left(-\frac{3}{8} \right) \) radian/s²
(D) Percepatan sudut rata-rata benda pada selang 0 ≤ t ≤ 12 detik adalah \(\left(\frac{30}{12} \right) \) radian/s²
(E) Pergeseran sudut benda dalam selang 9 ≤ t ≤ 12 detik adalah 30 radian

Pembahasan soal SBMPTN Fisika no 16 :
Pergeseran sudut benda = luas daerah. Untuk selang waktu 9 ≤ t ≤ 12 detik, besar pergeseran sudutnya adalah :
\begin{aligned}
\theta &= \frac{1}{2} \times alas \times tinggi \\
&= \frac{1}{2} \times (12-9) \times 20 \\
&= 30 \quad \textrm{radian}
\end{aligned}

Jawaban : E

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 17
Sebuah lemari besi dengan berat 300 N (awalnya dalam keadaan diam) ditarik oleh sebuah gaya dengan arah membentuk sudut θ di atas garis mendatar cos θ = \(\frac{3}{5} \) . Apabila koefisien gesek statis dan kinetik antara lemari besi dan lantai berturut-turut adalab 0,5 dan 0,4, gaya gesek kinetik yang bekerja pada lemari besi adalah 72 N, dan besar percepatan gravitasi g = 10 m/s², maka percepatan lemari besi dan gaya yang menarik lemari besi berturut-turut adalah ….
(A) \(\frac{18}{30} \) m/s² dan 90 N
(B) \(\frac{18}{30} \) m/s² dan 150 N
(C) \(\frac{18}{30} \) m/s² dan 2l0 N
(D) 0 m/s² dan l50 N
(E) 0 m/s² dan 90 N

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 17 :
Perhatikan gambar di bawah ini:

\begin{aligned}
f_g &= \mu _k \cdot N \\
72 &= 0,4\cdot N \\
N &= 180 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

\begin{aligned}
\Sigma F_y &= 0 \\
F_y + N – w &= 0 \\
F_y + 180 – 300 &= 0 \\
F_y &= 120 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Besar gaya yang menarik lemari besi :

\begin{aligned}
F_y &= F \sin \theta \\
120 &= F\cdot \frac{4}{5} \\
F &= 150 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

\begin{aligned}
F_x &= F \cos \theta \\
120 &= 150 \cdot \frac{3}{5} \\
F &= 90 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Besar percepatan lemari besi :
\begin{aligned}
\Sigma F_x &= m\cdot a \\
F_x – f_g &= m\cdot a \\
90 – 72 &= 30a \\
a &= \frac{18}{30} \quad \textrm{m/s}^2
\end{aligned}

Jawaban : B

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 18

Seorang pemain bola menerima umpan lambung. Bola yang massanya 0,4 kg datang dengan kecepatan 12 m/s dan arah 300 terhadap garis horizontal. Setelah ditendang ke arah gawang lawan, kecepatan bola berubah menjadi 15 m/s dengan arah 30° terhadap garis horizontal. Jika waktu kontak bola dengan kaki adalah 0,01 s, maka gaya yang diterima bola dalam arah vertikal adalah ….
(A) 400N
(B) 540N
(C) 600N
(D) 640N
(E) 700N

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 18 :

Komponen kecepatan pada sumbu y (arah vertikal):
\(v_{1y} = -v_1 \sin 30 =-12\cdot \frac{1}{2}=-6 \quad \textrm{m/s} \)
\(v_{2y} = v_2 \sin 30 =15\cdot \frac{1}{2}=7,5 \quad \textrm{m/s} \)

Gaya yang diterima bola dalam arah vertikal :
\begin{aligned}
F_y \cdot t &= m (v_{2y} – v_{1y}) \\
F_y \cdot 0,01 &= 0,4 (7,5 – (-6)) \\
F_y &= 540 \quad \textrm{N}
\end{aligned}

Jawaban : B

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 19
Kawat jenis A dan B memiliki panjang dan diameter yang sama dengan modulus Young berbeda. Jika diberi beban bermassa M, kawat A meregang sejauh x, sedangkan kawat B meregang sejauh 0,5x. Apabila kawat A dan B disambung kemudian diberi beban M, maka pertambahan panjang keseluruhan adalah ….
(A) 0,5x
(B) 1,0x
(C) 1,5x
(D) 2,0x
(E) 2,5x

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 19 :
Karena kedua kawat A dan B memiliki modulus Young yang berbeda, maka konstanta elastisitasnya juga berbeda.
Konstanta elastisitas kawat A :
\begin{aligned}
k_A &= \frac{F}{\Delta x} \\
&= \frac{Mg}{x}
\end{aligned}

Konstanta elastisitas kawat B :
\begin{aligned}
k_B &= \frac{F}{\Delta x} \\
&= \frac{Mg}{0,5x}
\end{aligned}

Apabila kedua kawat A dan B disambung maka konstanta elastisitas gabungannya menjadi :
\begin{aligned}
\frac{1}{k_{tot}} &= \frac{1}{k_A} + \frac{1}{k_B} \\
&= \frac{1}{\frac{Mg}{x}} + \frac{x}{\frac{Mg}{0,5x}} \\
&= \frac{x}{Mg} + \frac{0,5x}{Mg} \\
&= \frac{1,5x}{Mg} \\
k_{tot} &= \frac{Mg}{1,5x}
\end{aligned}

Maka pertambahan panjang keseluruhannya jika diberi beban M adalah
\begin{aligned}
F &= k_{tot} \Delta x \\
Mg &= \frac{Mg}{1,5x} \Delta x \\
\Delta x &= 1,5x
\end{aligned}

Jawaban : C

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 20
Perhatikan gambar di bawah ini!

Sebuah semprotan nyamuk tersusun atas pipa vertikal yang tercelup dalam cairan antinyamuk ρ dan pipa horizontal yang terhubung dengan piston. Panjang bagian pipa vertikal yang berada di atas cairan adalah l dengan luas penampang a. Dibutuhkan kecepatan minimum aliran udara yang keluar dari pipa horizontal sebesar v agar cairan antinyamuk dapat keluar dari pipa vertikal. Jika pipa vertikal diganti dengan pipa berluas penampang a’ = 2a, maka cairan yang masih bisa digunakan harus memiliki massajenis ρ” sebesar ….
(A) ρ’= ½ρ
(B) ρ’= ρ
(C) ρ’= √2ρ
(D) ρ’= 2ρ
(E) ρ’= 4ρ

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 20 :
\begin{aligned}
Q &= Q’ \\
Av &= A’v’ \\
v’ &= \frac{1}{2} v
\end{aligned}

Kemudian menggunakan persamaan :
\begin{aligned}
\rho v^2 &= \rho ‘ v’^2 \\
\rho v^2 &= \rho ‘ \left( \frac{1}{2} v \right)^2 \\
\rho v^2 &= \frac{1}{4} \rho ‘ v^2 \\
\rho ‘ &= 4\rho
\end{aligned}

Jawaban : E

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 21
Ka1or jenis es akan ditentukan dengan cara memberikan kalor 400 kJ pada 2 kg es bersuhu – 10°C. Jika kalor lebur es 340 kJ/kg dan setelah terjadi kesetimbangan termal tersisa 0,95 kg es, maka kalor jenis es pada percobaan tersebut adalah ….
(A) 3850 J/kg°C
(B) 3570 J/kg°C
(C) 2542 J/kg°C
(D) 2150 J/kg°C
(E) 1855 J/kg°C

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 21 :
Banyaknya es yang mencair = 2 kg – 0,95 kg = 1,05 kg

Menggunakan persamaan kalor :
\begin{aligned}
Q_tot &= Q_1 + Q_2 \\
Q_tot &= m_{es} c_{es} \Delta T + m_{es-mencair} L \\
400 &= 2\cdot c_{es} \cdot (0-(-10)) + 1,05\cdot 340 \\
400 &= 20c_{es} + 357 \\
43 &= 20c_{es} \\
c_{es} &= 2,15 \quad \textrm{kJ/kg}^o \textrm{C} \\
&= 2150 \quad \textrm{J/kg}^o \textrm{C}
\end{aligned}

Jawaban : D

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 22

Suatu mesin dalam satu siklus menyerap kalor sebesar 2 x 10³ joule dan reservoir panas dan melepaskan kalor 1,5 x 10³ joule ke reservoir yang temperaturnya lebih rendah. Jika waktu yang diperlukan untuk melakukan 4 siklus adalah 2 detik, maka daya mesin tersebut sebesar ….
(A) 10¹ watt
(B) 10² watt
(C) 10³ watt
(D) 10⁴ watt
(E) 10⁵ watt

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 22 :
Besar usaha untuk satu siklus :
\begin{aligned}
W &= Q_1 – Q_2 \\
&= 2\times 10^3 – 1,5 \times 10^3 \\
&= 0,5 x 10^3 \quad \textrm{J}
\end{aligned}

Daya yang diperlukan untuk 4 siklus dalam 2 detik :
\begin{aligned}
P &= 4\times \frac{W}{t} \\
&= 4\times \frac{0,5 \times 10^3}{2} \\
&= 10^3 \quad \textrm{watt}
\end{aligned}

Jawaban : C

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 23
Seutas tali yang tipis disambung dengan tali yang lebih tebal, kemudian diikatkan pada tembok yang kokoh, seperti pada gambar.

Jika pada salah satu ujung tali yang tipis diberi ganguan, maka terjadi perambatan gelombang ke arah kanan. Pada saat di A ….
(A) sebagian gelombang diteruskan dan sebagian dipantulkan dengan fase yang sama dengan gelombang datang
(B) semua gelombang diteruskan menuju B
(C) sebagian gelombang diteruskan dan sebagian dipantulkan
(D) semua gelombang dipantulkan
(E) panjang gelombang yang dipantulkan dan diteruskan sama

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 23 :
Karena tali disambung dengan tali yang lebih tebal, maka sebagain gelombang diteruskan dan sebagian dipantulkan.

Jawaban : C

Soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 24
Dua cincin konduktor diletakkan koaksial seperti pada gambar.

Seorang pengamat melihat kedua cincin tersebut melalui sumbunya dan sisi kiri cincin besar. Arus mengalir semakin besar searah jarum jam pada cincin besar. Pada cincin kecil akan terjadi ….
(A) arus listrik yang berlawanan dengan jarum jam
(B) arus listrik yang semakin besar dan berlawanan arah dengan jarum jam
(C) arus listrik yang searah dengan jarum jam
(D) arus listrik yang semakin besar dan searah dengan jarum jam
(E) arus listnik yang semakin kecil dan searah dengan jarum jam

Pembahasan soal SBMPTN Fisika tahun 2017 no 24 :
Berdasarkan persamaan :
\(B = \frac{\mu _o i}{2a} \)

Arus listrik yang semakin besar dan searah dengan jarum jam.

Jawaban : C

Metode penilaian pada SBMPTN 2018 tidak hanya memperhitungkan jumlah soal yang dijawab dengan benar dan salah oleh peserta, tetapi juga memperhitungkan karakteristik setiap soal khususnya tingkat kesulitan dan sensitifitasnya dalam membedakan kemampuan peserta.

Metode penilaian oleh Panitia Pusat dilakukan melalui 3 tahap, yang dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Tahap I, seluruh jawaban peserta SBMPTN 2018 akan diproses dengan memberi skor 1 (satu) pada setiap jawaban yang benar, dan skor 0 (nol) untuk setiap jawaban yang salah atau tidak dijawab/kosong.

b. Tahap II, dengan menggunakan pendekatan Teori Response Butir (Item Response Theory) maka setiap soal akan dianalisis karakteristiknya, diantaranya adalah tingkat kesulitan relatifnya terhadap soal yang lain, dengan mendasarkan pada pola response jawaban seluruh peserta tes tahun 2018. Dengan menggunakan model matematika, maka akan dapat diketahui tingkat kesulitan soal-soal yang dikategorikan mudah, sedang, maupun sulit.

c. Karakteristik soal yang diperoleh pada Tahap II, kemudian digunakan untuk menghitung skor setiap peserta. Soal-soal sulit akan mendapatkan bobot yang lebih tinggi dibanding soal-soal yang lebih mudah. Tahap-tahap penghitungan skor ini dilakukan oleh tim yang memiliki kompetensi di bidang pengujian, pengukuran dan penilaian.

Dengan sistem ini, maka setiap peserta yang dapat menjawab jumlah SOAL yang SAMA dengan BENAR, akan dapat memperoleh nilai yang BERBEDA tergantung pada soal mana saja yang mereka jawab dengan benar.

Contoh: peserta A dapat menjawab dengan benar 5 soal yaitu nomor 1, 5, 7, 11, dan 13, sedangkan peserta B juga dapat menjawab 5 soal dengan benar yaitu nomor 1, 5, 9, 12, dan 15, kedua peserta tersebut akan mendapatkan skor akhir yang berbeda karena butir soal yang dijawab dengan benar oleh peserta A memiliki tingkat kesulitan yang berbeda dengan butir soal yang dikerjakan dengan benar oleh peserta B.

Penskoran ini sudah lama digunakan secara meluas di negara-negara maju di Amerika dan Eropa karena dengan menyertakan karakteristik setiap soal dalam penilaian, skor yang diperoleh akan lebih “fair” dan dapat membedakan kemampuan peserta dengan lebih baik. Petunjuk pengerjaan soal yang sesuai dengan sistem penilaian di atas, sudah disertakan pada setiap set soal yang diujikan.

Soal ini disusun sesuai Kisi-kisi SKL UN Fisika tahun 2018 yang terlah dikeluarkan BSNP akhir tahun 2017. Soal ini disusun semirip mungkin dengan indikatro kisi-kisi UN 2018 sehingga dapat dijadikan rujukan untuk memudahkan belajar dalam menghadapi UNBK Fisika tahun 2018. Soal di www.fokusfisika.com sangat dekat dengan soal UN, sehingga sangat tepat untuk dijadikan soal latihan atau try out dalam menghadapi UNBK Fisika tahun 2018.

Download link Soal Prediksi UN Fisika SMA tahun 2018 di sini : https://goo.gl/fysarP

Meskipun CO₂, siklus air, dan gas-gas rumah kaca lainnya di atmosfer adalah transparan untuk radiasi cahaya Matahari, namun gas-gas tersebut masih mampu menangkap dan menyerap radiasi cahaya yang memancar ke Bumi dalam jumlah banyak. Radiasi yang terserap sebagian juga akan direfleksikan kembali oleh Bumi. Pada keadaan normal, jumlah radiasi panas yang diserap dengan yang direfleksikan kembali sama.

Saat ini semakin tingginya polusi udara menyebabkan efek rumah kaca berubah. Sering kita dengarkan istilah efek rumah kaca, sebenarnya apakah efek rumah kaca tersebut? Efek rumah kaca adalah proses pemanasan alami yang terjadi ketika gas-gas rumah kaca di atmosfer Bumi memerangkap radiasi panas dan Bumi.

Prosesnya, yaitu ketika radiasi sinar Matahari mengenai permukaan Bumi, maka akan menyebabkan Bumi menjadi panas. Radiasi panas Bumi akan dipancarkan lagi ke atmosfer. Panas yang kembali dipantulkan oleh Bumi terhalang oleh polutan udara sehingga terperangkap dan dipantulkan kembali ke Bumi. Proses ini akan menahan beberapa panas yang terperangkap kemudian menyebabkan suhu Bumi meningkat. Akibatnya, Bumi tetap menjadi hangat dan suhunya semakin meningkat.

Gas rumah kaca tersebut membiarkan cahaya Matahari masuk kedalam Bumi, akan tetapi gas tersebut memantulkannya kembali ke permukaan Bumi. Dengan demikian, kondisi di Bumi tetap hangat. Seperti halnya rumah yang dinding dindingnya terbuat dan kaca. Sebagai gambarannya, lihatlah gambar berikut ini.

Para ilmuwan telah mempelajari efek rumah kaca sejak tahun 1824. Joseph Fourier menyatakan bahwa Bumi akan jauh Iebih dingin jika tidak memiliki atmosfer. Adanya gas-gas rumah kaca inilah yang membuat iklim Bumi layak huni. Tanpa adanya efek rumah kaca, permukaan Bumi akan berubah sekitar 60°F atau 15,6°C lebih dingin.

Untuk mendownload kisi-kisi UN SMA/MA tahun 2017 klik di sini.

Berikut ini adalah kisi-kisi UN SMA/MA tahun 2017 khusus untuk mata pelajaran Fisika.

Semua materi UN khususnya mata pelajaran Fisika SMA sudah tersedia di fokusfisika.com

Perhatikan gambar berikut!

Pada sebuah tangki berisi air setinggi 2 m terdapat lubang kecil 20 cm dari dasar. Jika g = 10 m.s^-2, maka kecepatan keluarnya air dari lubang adalah ….
A. 6 m.s^-1
B. 8 m.s^-1
C. 10 m.s^-1
D. 12 m.s^-1
E. 14 m.s^-1

Pembahasan :
\begin{aligned}
v &=\sqrt{2g(h_1 – h_2)} \\
&=\sqrt{2\cdot 10\cdot (2 – 0,2)} \\
&=\sqrt{20\cdot 1,8} \\
&=\sqrt{36} \\
&= 6 \quad \textrm{m.s}^{-1}
\end{aligned}

Jawaban : A

Sesuai dengan kegunaannya kapasitor tersedia dalam berbagai macam bentuk dan ukuran. Secara umum kapasitor dibedakan menjadi tiga yaitu kapasitor variabel ( nilai kapasitasnya dapat diubah – ubah), kapasitor tetap (nilai kapasitasnya tetap), dan kapasitor elektrolit.

Yang termasuk kapasitor variabel yaitu kapasitor varco, kapasitor trimmer, dan kapasitor discharge switch (CDS). Sedangkan yang termasuk kapasitor tetap yaitu kapasitor elektrolit, kapasitor film, kapasitor polyester, kapasitor keramik, kapasitor mika, dan kapasitor kertas.

Kapasitas Kapasitor

Kapasitas kapasitor yaitu kemapuan kapasitor untuk menyimpan muatan tiap satuan tegangan.

\(C = \frac{Q}{V} \)

Keterangan :
V = beda potensial/tegangan (volt)
Q = muatan listrik (coulomb)
C = kapasitas kapasitor (farad)

Kapasitor Keping Sejajar

Kapasitor keping sejajar dinyatakn denga persamaan :

\(C = \varepsilon _o \frac{A}{d} \)

Keterangan :
C = kapasitas kapasitor (F)
\(\varepsilon _o\) = permitivitas ruang hampa
A = luas keping (m²)
d = jarak antar keping (m)

Jika bahan dielektrik kapasitor memiliki permitivitas relatif \(\varepsilon _r \), maka :

\(C = \varepsilon _r \varepsilon _o \frac{A}{d} \)

Susunan Kapasitor

Susunan seri kapasitor

Susunan seri kapasitor ditunjukkan seperti gambar di bawah ini :

Muatan listrik : \(q_{total} = q_1 = q_2 = q_3 \)
Besar tegangan : \(v_{total} = V_1 + V_2 + V_3 \)
Kapasitor pengganti : \(\frac{1}{C_{tot}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3} \)

Susunan paralel kapasitor

Susunan paralel kapasitor ditunjukkan seperti gambar di bawah ini:

Muatan listrik : \(q_{total} = q_1 + q_2 + q_3 \)
Besar tegangan : \(v_{total} = V_1 = V_2 = V_3 \)
Kapasitor pengganti : \(C_{tot} = C_1 + C_2 + C_3 \)

Energi yang tersimpan dalam kapasitor

Besar energi yang tersimpan dalam kapasitor dinyatakan sebagai :
\(W = \frac{1}{2}CV^2 \)
\(W = \frac{1}{2}qV \)
\(W = \frac{1}{2}\frac{q^2}{C} \)

Keterangan :
W = energi dalam kapasitor (joule = J)
C = kapasitas kapasitor
V = tegangan/beda postensial (volt = V)
q = muatan listrik (coulomb = C)

Contoh Soal 1
Kapasitas sebuah kapasitor keping sejajar bergantung pada :
(1) bahan sisipan di antara keping,
(2) muatan listrik pada keping,
(3) luas keping,
(4) beda potensial antara dua keping
Jawaban yang benar adalah nomor ….
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (4) saja
E. semua benar

Penyelesaian :
Berdasarkan persamaan :
\(C = \varepsilon _r \varepsilon _o \frac{A}{d} \)
maka kapasitas sebuah kapasitor keping sejajar bergantung pada bahan sisipan di antara keping dan luas keping.

Jawaban : B

Contoh Soal 2
Kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas C. Jika luas keping dijadikan 2 kalinya dan jarak antar keping dijadikan \(\frac{1}{4} \) kali semula, kapasitasnya akan menjadi ….
A. \(\frac{1}{4}\)C
B. C
C. 8C
D. 4C
E. 16C

Penyelesaian :
\begin{aligned}
\frac{C}{C’} &= \frac{\varepsilon \frac{A}{d}}{\varepsilon \frac{A’}{d’}} \\
\frac{C}{C’} &= \frac{\varepsilon \frac{A}{d}}{\varepsilon \frac{2A}{\frac{1}{4} d}} \\
\frac{C}{C’} &= \frac{1}{8} \\
C’ &= 8C
\end{aligned}

Jawaban : C

Contoh Soal 3
Besarnya kapasitas pengganti rangkaian kapasitor pada rangkaian di bawah ini adalah ….

A. \(\frac{20}{9} \quad \mu\textrm{F}\)
B. \(\frac{1}{4} \quad \mu\textrm{F}\)
C. \(\frac{9}{5} \quad \mu\textrm{F}\)
D. \(4 \quad \mu\textrm{F}\)
E. \(6 \quad \mu\textrm{F}\)

Penyelesaian :

\begin{aligned}
C_{\textrm{paralel 1}} &= 2 + 2 \\
&= 4 \quad \mu\textrm{F}
\end{aligned}

\begin{aligned}
\frac{1}{C_{\textrm{seri 1}}} &= \frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{2}\\
&= \frac{2+1+2}{4} \\
&= \frac{5}{4} \\
C_{\textrm{seri 1}} &= \frac{4}{5} \quad \mu\textrm{F}
\end{aligned}

\begin{aligned}
\frac{1}{C_{\textrm{seri 2}}} &= \frac{1}{2} + \frac{1}{2}\\
C_{\textrm{seri 2}} &= 1 \quad \mu\textrm{F}
\end{aligned}

\begin{aligned}
C_{\textrm{total}}&= C_{\textrm{seri 1}} + C_{\textrm{seri 2}} \\
&= \frac{4}{5} + 1 \\
&= \frac{9}{5} \quad \mu\textrm{F}
\end{aligned}

Jawaban : C

Contoh Soal 4
Sebuah kapasitor keping sejajar mempunyai luas tiap keping A, jarak antara dua keping d, dan diisi suatu zat dengan tetapan elektrik k. Cara untuk memperbesar kapasitas kapasitor itu dapat dilakukan dengan ….
A. menggandakan d dan k
B. menggandakan d dan A
C. memperbesar d, A, dan k
D. memperbesar A dan memperkecil d
E. memperbesar k dan memperkecil A.

Penyelesaian :
Berdasarkan persamaan : \(C = k \varepsilon _o \frac{A}{d} \), C berbanding lurus dengan k dan A, serta bernading terbalik dengan d, sehingga untuk memperbesar kapasitas kapasitor dapat dilakukan dengan memperbesar A dan memperkecil k.

Jawaban : D

Contoh Soal 5
Tiga buah kapasitor dengan kapasitas masing-masing \(1 \quad \mu\textrm{F} \), \(2 \quad \mu\textrm{F} \), dan \(3 \quad \mu\textrm{F} \) disusun secara seri dan diberi tegangan 1 V pada ujung-ujungnya, maka :
1. masing-masing kapasitor memiliki muatan yang sama banyaknya
2. kapasitor yang besarnya \(1 \quad \mu\textrm{F} \) menyimpan energi listrik terbesar
3. pada kapasitor \(3 \quad \mu\textrm{F} \) bekerja tegangan terkecil
4. ketiga kapasitor bersama-sama membentuk sebuah kapasitor ekuivalen dengan muatan tersimpan sebesar 6mC
Keterangan di atas yang benar adalah nomor ….
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. 1, 2, 3, dan 4

Penyelesaian :

-Kapasitor penggantinya yaitu :
\begin{aligned}
\frac{1}{C_{\textrm{total}}} &= \frac{1}{1} + \frac{1}{2} + \frac{1}{3}\\
&= \frac{6+3+2}{6} \\
&=\frac{11}{6} \\
C_{\textrm{total}} &= \frac{6}{11} \quad \mu \textrm{F}
\end{aligned}

-Muatan total yang tersimpan :
\begin{aligned}
C &= \frac{q}{V} \\
\frac{6}{11} &=\frac{q}{1} \\
q &= \frac{6}{11} \quad \mu \textrm{C}
\end{aligned}
Karena kapasitor dirangkai seri maka masing-masing kapasitor memiliki muatan yang samabanyaknya.

-Tegangan pada kapasitor \(1 \quad \mu\textrm{F} \) :
\begin{aligned}
C &= \frac{q}{V} \\
1 &=\frac{\frac{6}{11}}{V} \\
V &= \frac{6}{11} \quad \textrm{volt}
\end{aligned}

-Tegangan pada kapasitor \(2 \quad \mu\textrm{F} \) :
\begin{aligned}
C &= \frac{q}{V} \\
2 &=\frac{\frac{6}{11}}{V} \\
V &= \frac{3}{11} \quad \textrm{volt}
\end{aligned}

-Tegangan pada kapasitor \(3 \quad \mu\textrm{F} \) :
\begin{aligned}
C &= \frac{q}{V} \\
3 &=\frac{\frac{6}{11}}{V} \\
V &= \frac{2}{11} \quad \textrm{volt}
\end{aligned}

-Karena tegangan pada kapasitor \(1 \quad \mu\textrm{F} \) terbesar maka energi listrik yang disimpan pada kapasitor \(1 \quad \mu\textrm{F} \) adalah yang terbesar.

-Pada kapasitor \(3 \quad \mu\textrm{F} \) bekerja tegangan terkecil yaitu \(\frac{2}{11} \quad \textrm{V} \)

Jawaban : A

Keterangan :
F = gaya Coulomb (newton atau N)
, = muatan listrik (coulomb atau C)
k = tetapan Coulomb =
= permitivitas ruang hampa =

Gaya Coulomb merupakan basaran vektor yang memiliki nilai dan arah. Apabila muatan benda sejenis, arah gaya Coulomb saling menjauh. Sebaliknya, apabila muatan benda tidak sejenis, arah gaya Coulomb saling mendekat. Dalam menghitung gaya Coulomb, tanda muatan tidak dimasukkan ke dalam perhitungan. Tanda muatan digunakan untuk menunjukkan arah gaya Coulomb.

Gaya Coulomb dalam Bahan

Gaya Coulomb dalam bahan (F_bahan) dirumuskan sebagai berikut.

atau

Keterangan :

= gaya Coulomb dalam bahan (N)

= gaya Coulomb di ruang hampa udara (N)

= permitivitas dalam bahan

 = permitivitas relatif bahan

Gaya Coulomb oleh Beberapa Muatan

Apabila di suatu tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik akan terdapat banyak gaya Coulomb. Oleh karena gaya merupakan vektor, resultan seluruh gaya di suatu tempat merupakan penjumlahan vektor gaya-gaya tersebut. Untuk muatan yang letaknya tidak segaris, besarnya F dapat dihitung dengan persamaaan: