Contoh soal Termodinamika

1.Partikel penyusun atom yang tidak bermuatan disebut .....
A. Elektron
B. Proton
C. Neutron
D. Nukleon
Pembahasan :
Atom disusun oleh tiga partikel subatom yang penting, yaitu:
1). Elektron : partikel bermuatan negatif
2). Proton : partikel bermuatan positif
3). Neutron : partikel tidak bermuatan atau netral.
Jawaban : C

2. Suatu benda dikatakan netral atau tidak bermuatan listrik, jika ....
A. Muatan negatifnya lebih banyak
B. Muatan positifnya lebih banyak
C. Muatan negatif dan muatan positif sama banyak
D. Neutronnya lebih banyak

Pembahasan :
Benda netral atau tidak bermuatan listrik adalah benda yang jumlah muatan negatifnya sama dengan jumlah muatan positifnya. Benda yang tidak bermuatan listrik dapat menjadi bermuatan listrik dengan cara menambah atau mengurangi elektron pada benda itu misalnya dengan cara menggosok.
Jawaban : C
3. Sepotong kaca yang digosok dengan kain sutera akan bermuatan positif, karena ....
A. Elektron dari kaca pindah ke kain sutera
B. Elektron dari kain sutera pindah ke kaca
C. Proton dari sutera pindah ke kaca
D. Proton dari kaca pindah ke sutera

Pembahasan :
Suato benda atau atom dikatakan bermuatan positif jika jumlah protonnya lebih banyak dari jumlah elektron. Dengan kata lain, benda bermuatan positif karena jumlah partikel bermuatan positifnya lebih banya daripada partikel bermuatan negatif.
Sepotong aca yang digosok dengan kain sutera akan bermuatan positif karena elektron-elektron dari kaca pindah ke kain sutera sehingga jumlah muatan positif pada kaca lebih besar daripada jumlah muatan negatifnya sehingga kaca menjadi bermuatan positif.
Jawaban : A
4. Jika benda yang bermuatan listrik negatif dihubungkan dengan bumi, maka benda itu akan menjadi netral, karena ....
A. Elektron dari bumi pindah ke benda
B. Elektron dari benda pindah ke bumi
C. Muatan positif mengalir dari bumi ke benda
D. Muatan positif mengalair dari benda ke bumi

Pembahasan :
Bumi merupakan media yang dapat menerima atau memberikan elektron secara tak terbatas. Ketika sebuah benda yang bermuatan listrik negatif dihubungkan dengan bumi, maka elektron-elektron berlebih dari benda akan pindah ke bumi sehingga benda tersebut menjadi netral atau tidak lagi bermuatan listrik.
Jawaban : B
5. Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua buah muatan listrik dapat dinyatakan dengan hukum ....
A. Newton
B. Ohm
C. Kirchhoff
D. Coulomb

Pembahasan :
Jika dua benda yang bermuatan sejenis saling didekatkan, maka keduanya akan saling tolak-menolak. Sebaliknya, jika benda bermuatan tidak sejenis didekatkan, maka keduanya akan saling tarik-menarik.

Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antar dua muatan bergantung pada besar muatan amsing-masing benda dan jarak kedua benda tersebut. Gaya antar muatan listrik ini pertama kali diteliti oleh Charles Augustin de Coulomb yang kemudian menghasilkan Hukum Coulomb.
Jawaban : D

6. Jika dua buah benda msing-masing bermuatan +5 C dan +12 C terpisah pada jarak 50 cm satu sama lain, maka besar gaya yang terjadi antara kedua benda itu adalah ..... (k = 9 x 109 Nm2/C2) .
A. 21,6 x 1012 N
B. 2,16 x 1012 N
C. 2,16 x 1010 N
D. 2,16 x 1011 N
Pembahasan :
Dik : q1 = 5 C, q2 = 12 C, r = 50 cm = 0,5 m
Dit : F = ... ?

Karena kedua benda bermuatan positif, maka keduanya akan saling tolak-menolak. Besar gaya tolak menolak antara benda tersebut adalah:
⇒ F = k
q1 . q2
r2
⇒ F = (9 x 109)
5 x 12
(0,5)2
⇒ F =
540 x 109
0,25
⇒ F = 2.160 x 109
⇒ F = 2,16 x 103 x 109
⇒ F = 2,16 x 1012 N.
Jawaban : B

7. Jika muatan negatif A menolak B dan menarik C, maka jenis muatan B dan C berturut-turut adalah ....
A. Positif dan negatif
B. Negatif dan positif
C. Negatif dan negatif
D. Positif dan positif

Pembahasan :
Sesuai dengan hukum Coulomb, dua muatan sejenis akan saling tolak-menolak dan dua muatan tidak sejenis akan saling tarik-menarik. Benda A negatif menolak B berarti B bermuatan negatif. Benda A menarik C berarti C bermuatan positif.
Jawaban : B
8. Sebatang ebonit bermuatan listrik negatif didekatkan pada kepala sebuah elektroskop yang tidak bermuatan listrik. Berdasarkan cara kerja elektroskop, gambar yang benar saat elektroksop netral didekati ebonit bermuatan negatif adalah ....




Pembahasan :
Elektroskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda. Secara garis besar elektroskop di atas terdiri dari kepala dan daun. Prinsip kerja elekstroskop adalah berdasarkan hukum Coulomb yaitu berdasarkan interaksi antar muatan.

Jika sebatang ebonit yang bermuatan listrik negatif didekatkan pada kepala elektroskop yang netral, maka elektron pada kepala elektroskop akan ditolak ke bagian daun (bagian bawah) sehingga kedua daunnya bermuatan negatif. Karena sama-sama bermuatan negatif maka akan saling tolak-menolak sehingga daun elektroskop membuka atau mekar seperti pada gambar D.
Jawaban : D

9. Jika untuk memindahkan muatan 5 Coulomb dari suatu titik ke titik lain dibutuhkan energi sebesar 60 Joule, maka beda potensial antara kedua titi tersebut adalah ....
A. 10 Volt
B. 12 Volt
C. 15 Volt
D. 20 Volt

Pembahasan :
Dik : q = 5 C, W = 45 J
Dit : V = ... ?

Beda potensial antara kedua titik tersebut adalah:
⇒ V = W/q
⇒ V = 60/5
⇒ V = 12 Volt.

CONTOH ESSAY
1. Nilai resistansi tembaga pada temperatur 0oC adalah 3,45 ohm. Berapakah resistansinya jika temperatur naik menjadi 50oC, jika diketahui α =4,3 x10-3 C-1 ?

Pembahasan
R = R0(1 + α . ΔT)
R = 3,35(1 + 4,3x10-3 .(50 - 0)
R = 3,35(1 + 215x10-3
R = 4,57 Ω
2. Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F

Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (4)2 adalah 16 atau dalam pecahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Jadi jawabannya adalah menjadi 1/16 F