• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Materi listrik statis
 

Materi listrik statis

on

  • 8,600 views

 

Statistics

Views

Total Views
8,600
Views on SlideShare
8,181
Embed Views
419

Actions

Likes
2
Downloads
178
Comments
0

2 Embeds 419

http://ari-sudibjo.blogspot.com 387
http://www.ari-sudibjo.blogspot.com 32

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Materi listrik statis Materi listrik statis Document Transcript

    • I. PENDAHULUAN Gambar 1. Petir Anda pasti tahu petir. Biasanya, petir terjadi pada saat cuaca mendung atau hujan. Saat petirmuncul, beberapa pohon atau bangunan yang kedudukannya lebih tinggi daripada sekitarnya akanterkena sambarannya. Akibatnya, bangunan atau pohon tersebut akan hangus terbakar bahkanroboh. Apa sebenarnya petir itu, bagaiman proses terbentuknya, dan bagaimana caramenghindarinya?Sering sekali kita mendengar dan berhubungan dengan listrik. Segala pekerjaan kita dipermudahdengan adanya listrik. Adanya listrik mendorong manusia untuk menemukan alat-alat berteknologicanggih guna membantu memudahkan pekerjaan manusia. Setiap hari kita tak pernah lepas darisegala sesuatu yang berhubungan dengan listrik. Semua alat-alat listrik yang kita gunakan sekarangtidak akan ada jika tidak ada orang yang menemukan listrik. Sebenarnya, pengetahuan tentang listrikdimulai dari teori atom, yaitu dengan ditemukannya atom dan teori-teori yang menjelaskan tentangperkiraan-perkiraan struktur atom.1. Struktur AtomPernahkah kamu mendengar istilah atom? Atom dalam bahasa Yunani atomos yang berarti tidakdapat dibagi-bagi lagi. Atom berarti juga partikel dari suatu materi yang paling kecil.Pendapat bahwa atom merupakan bagian terkecil dari sebuah materi akhirnya runtuh setelah J.J.Thomson, seorang ahli Fisika Inggris berhasil menemukan elektron. Elektron berada di dalam atom.Penelitian mengenai atom lebih lanjut dilakukan oleh Ernest Rutherford. Rutherford melaluipercobaannya menyimpulkan bahwa selain elektron, di dalam atom juga terdapat sebuahmuatan positif. Muatan positif ini kemudian disebut sebagai proton.Penemuan elektron oleh J.J. Thomson dan proton oleh Rutherford dilengkapi dengan hasil penelitianNiels Bohr. Hasil penelitian ini seakan-akan membuktikan kebenaran penelitianpenelitiansebelumnya. Dari hasil penelitiannya Bohr menyimpulkan bahwa atom terdiri atas inti atom dan kulitatom. Inti atom terdiri atas muatan positif atau proton dan muatan netral atau neutron. Inti atom inidikelilingi oleh elektron yang menempati kulit atom. Struktur atom yang terdiri atas inti atom dan kulitatom ditunjukkan pada.Perhatikan gambar atom menurut Niels Bohr Penelitian lebih jauh dapat diketahui bahwa massa inti atom lebih besar daripada massa elektron. Massa inti hampir sama dengan massa atomnya sendiri. Hampir semua massa atom berpusat pada inti atom.
    • Listrik statis2. Muatan ListrikEbonit akan bermuatan negatif jika digosok dengan kain wol dan kaca akan bermuatan positif jikadigosok dengan kain sutra. Jadi, dapat disimpulkan bahwa sebuah benda yang bermuatan listrikdapat menarik bendabenda di sekitarnya.Listrik statis adalah listrik yang muatanmuatannya tidak mengalir atau ada dalam keadaan diam.Mengapa sisir, kain wol, dan benda-benda lainnya dapat mempunyai muatan? Setiap materi tersusunoleh partikelpartikel dan setiap partikel tersusun oleh atom-atom. Atom terdiri atas inti atom yangtersusun oleh proton dan neutron. Inti atom ini diselimuti oleh kulit atom. Pada kulit atom, terdapatelektron-elektron. Proton disebut juga muatan positif, sedangkan neutron merupakan muatan listriknetral. Adapun elektron adalah muatan listrik negatif.Jika suatu materi mempunyai jumlah proton sama dengan jumlah elektron, materi tersebut dikatakantidak bermuatan atau netral. Jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlahelektron, sehingga atom-atomnya kekurangan elektron, maka atom tersebut dikatakan bermuatanpositif. Adapun atom dikatakan bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih banyak daripada jumlahproton, sehingga atom-atomnya kelebihan elektron.Dalam sistem satuan internasional (SI), satuan muatan adalah Coulomb (C). Berapakah muatanlistrik sebuah elektron, proton, dan neutron?Muatan elektron = –1,6 × 10-19 CoulombMuatan proton = +1,6 × 10-19 CoulombMuatan neutron = 0 (tidak bermuatan)Ketika kita menggosokkan kain wol ke mistar plastik, maka terjadi perpindahan elektron dari wol kemistar plastik sehingga mistar plastik tersebut bermuatan listrik negatif.Penggosokan batang kaca dengan kain sutra menyebabkan elektron pindah dari kaca ke sutrasehingga batang kaca bermuatan positif. Ketika didekatkan, antara mistar plastik dan batang kacaterjadi gaya tarik-menarik. Mengapa hal ini terjadi? Sesuai dengan yang disimpulkan oleh Coulombbahwa muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. Mistar dan batang kaca pada kegiatan ini mempunyaimuatan yang tidak sejenis, sehingga antara keduanya terjadi gaya tarikmenarik. Contoh benda-bendayang bermuatan listrik karenadigosok dengan benda lain ditunjukkan padaMuatan listrik suatu benda karena digosok benda lain Benda Digosok dengan Muatan Listrik Plastik kain wol negafif Ebonit kain wol negafif Kaca kain sutra positif Sisir rambut negafif3. Hukum CoulombCoulomb berhasil menghitung besarnya gaya antarmuatan listrik statis. Sebagai penghargaan ataspenemuannya, gaya antarmuatan ini dinamakan gaya Coulomb Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut. Sehingga dapat dirumuskan : F = gaya coulomb (N) k = tetapan 9 109 (Nm2/C2) Q1 , Q2 = besar muatan (C) r = jarak kedua muatan (m)
    • Listrik statiscontoh soal1. Diketahui dua buah muatan listrik masing-masing bermuatan +5 × 10-9 C dipisahkan oleh jarak 0,5 cm. Bagaimanakah in-teraksi kedua muatan tersebut? Hitunglah gaya Coulombnya! Diketahui : Ditanya : F (gaya coulomb) Q1 = Q2 = +5 × 10-9 C r = 0,5 cm = 0,005 m = 5 x 10-3 m Jawab : = 9 x 109 (Nm2/C2) x 5 × 10-9 C x 5 × 10-9 C (5 x 10-3 m)2 = 9 x 25 10-9 (Nm2/C2)C2 = 9 x 10-3 N -6 2 25 x 10 m Karena kedua muatan tersebut sejenis, interaksi antara kedua muatan tersebut adalah tolak menolak. Besar gaya tolak menolaknya adalah 9 x 10-3 N2. Dua buah muatan listrik masing-masing bermuatan +8 x 10-9 C dipisahkan oleh jarak r. Jika diketahui gaya coulomb antara dua muatan tersebut adalah 3,6 x 10 -4 N, maka tentukan nilai r Diketahui : Ditanya : r (jarak kedua muatan) Q1 = Q2 = +8 × 10-9 C F = 3,6 x 10-4 N Jawab : 1 2 +8 10 −9 +8 10 −9 Maka : r2 = k  r2 = 9 x 109 (Nm2/C2) 3,6 10 −4 576 10 −9 2 r2 = 3,6 10 −4 r2 = 16 x 10-4 m2  r = 16 10−4 2 r = 4 x 10-2 m -2 Jadi nilai r adalah 4 x 10 m atau 4 cm3. Dua benda masing-masing bermuatan listrik 3 C dan 9 C berada pada jarak 10 meter di udara. Berapa gaya listrik yang timbul? ( k = 9 x 109 Nm2/C2 ). Penyelesaian : Diket : Q1 = 3 C r = 10 m Q2 = 9 C k = 9 x 109 Nm2/C2 Ditanyakan : F (gaya coulomb) Jawab : 1 2 3 . 9 =  = 9. 109 2 102 27 = 9. 109 100 = 2,43. 109 4. Dua benda bermuatan listrik sejenis dan sama besar yaitu Q terpisah di udara pada jarak r dan menghasilkan gaya tolak F. Jika muatan kedua benda masing-masing dijadikan 2Q dan jarak kedua benda tetap, berapakah besar gaya tolaknya? Penyelesaian : Diketahui : Jika Q1 = Q2 dengan jarak r menghasilkan gaya F, Q di dua kalikan Ditanya : F saat Q di 2 kalikan dan r tetap ( r1 = r2 ) 1 2 Jawab : =  2
    • Listrik statis 1 21 = 12 Karena r1 = r 2 21 222 = 22 Maka : 2 1 2 1 = 1 2 21 22 1 4 1 =  = 1 2 1 2 2 21 22 2 = 2 F2 = 4 F1Jadi gaya tolaknya adalah 4 kali dari gaya semula