Bahan ajar fisika listrik statis

1. X
FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER GASAL
Dardiri, S.Pd SMA N 1 GEGER

2. LISTRIK STATISKompetensi LatihanMateri
Apa yang terjadi antar muatan jika mereka tidak netral

3. LISTRIK STATISKompetensi LatihanMateri
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

4. Standar Kompetensi :
Menerapkan konsep kelistrikan (baik statis mapun dinamis) dan kemagnetan
dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi.
Kompetensi Dasar:
Menerapkan konsep gaya listrik, medan listrik, dan Hukum Gauss pada suatu
distribusi muatan.
Indikator:
1. Menjelaskan jenis muatan listrik
2. Mendiskripsikan gaya coulomb
3. Menghitung besar gaya Coulomb antar dua atau lebih muatan
4. Menentukan besar medan magnet disekitar muatan listrik
LISTRIK STATISKompetensi Materi
KOMPETENSI
Latihan

5. Standar Kompetensi :
Menerapkan konsep kelistrikan (baik statis mapun dinamis) dan kemagnetan
dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi.
Kompetensi Dasar:
Menerapkan konsep gaya listrik, medan listrik, dan Hukum Gauss pada suatu
distribusi muatan.
Indikator:
1. Menjelaskan jenis muatan listrik
2. Mendiskripsikan gaya coulomb
3. Menghitung besar gaya Coulomb antar dua atau lebih muatan
4. Menentukan besar medan magnet disekitar muatan listrik
LISTRIK STATISKompetensi Materi
KOMPETENSI
Latihan
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

6. LISTRIK STATISKompetensi Materi
MUATAN LISTRIK / KONSEP
Atom terdiri dari inti atom yang di dalamnya ada
proton dan netron dikelilinggi oleh elektron.
Proton dalam inti bermuatan positif, sedangkan
elektron yang mengelilinginya bermuatan negatif.
Pada kondisi tertentu jumlah proton sama
dengan jumlah elektron dan keadaan ini atom
dalam keadaan netral.
Karena suatu kondisi tertentu elektron dalam
atom dapat perpindahan
Bila atom melepaskan elektron maka atom
tersebut akan bermuatan positif
Latihan
+

7. LISTRIK STATISKompetensi Materi
MUATAN LISTRIK / KONSEP
Atom terdiri dari inti atom yang di dalamnya ada
proton dan netron dikelilinggi oleh elektron.
Proton dalam inti bermuatan positif, sedangkan
elektron yang mengelilinginya bermuatan negatif.
Pada kondisi tertentu jumlah proton sama
dengan jumlah elektron dan keadaan ini atom
dalam keadaan netral.
Karena suatu kondisi tertentu elektron dalam
atom dapat perpindahan
Bila atom melepaskan elektron maka atom
tersebut akan bermuatan positif
Latihan
+
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

8. LISTRIK STATIS
MUATAN LISTRIK / KONSEP
Kompetensi Materi Latihan
Bila atom dalam keadaan tertentu
menerima elektron maka atom tersebut
akan bermuatan negatif.
Berdasarkan percobakan Milikan bersar
muatan elektron (e) = 1,6 x 10-19 coulomb
_
_
+
Atom dalam keadaan netral
Atom bermuatan positf
Atom bermuatan negatif

9. LISTRIK STATIS
MUATAN LISTRIK / KONSEP
Kompetensi Materi Latihan
Bila atom dalam keadaan tertentu
menerima elektron maka atom tersebut
akan bermuatan negatif.
Berdasarkan percobakan Milikan bersar
muatan elektron (e) = 1,6 x 10-19 coulomb
_
_
+
Atom dalam keadaan netral
Atom bermuatan positf
Atom bermuatan negatif
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

10. LISTRIK STATISKompetensi Materi
HUKUM COULOMB / KONSEP
Latihan
Muatan listrik sejenis akan saling tolak menolak, sedangkan
muatan yang tidak sejenis akan saling tarik menarik.
Gaya tarik atau tolak antara muatan listrik sering dinamakan
Gaya Elektrostatik.
Hubungan antara gaya elektrostatik benda bermuatan listrik
dengan jaraknya pertama kali diselidiki oleh fisikawan Prancis,
yaitu Charles Coulomb.
- +
FF
++F F
1. Gaya elektrostatis sebanding
dengan muatan masing-
masing
2. Gaya elektrostatis berbanding
terbalik dengan kuadrat
jaraknya

11. LISTRIK STATISKompetensi Materi
HUKUM COULOMB / KONSEP
Latihan
Muatan listrik sejenis akan saling tolak menolak, sedangkan
muatan yang tidak sejenis akan saling tarik menarik.
Gaya tarik atau tolak antara muatan listrik sering dinamakan
Gaya Elektrostatik.
Hubungan antara gaya elektrostatik benda bermuatan listrik
dengan jaraknya pertama kali diselidiki oleh fisikawan Prancis,
yaitu Charles Coulomb.
- +
FF
++F F
1. Gaya elektrostatis sebanding
dengan muatan masing-
masing
2. Gaya elektrostatis berbanding
terbalik dengan kuadrat
jaraknya
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

12. LISTRIK STATISKompetensi Materi
HUKUM COULOMB / KONSEP
Secara matematis hukum Coulomb ditulis
dengan rumus :
Latihan
+ +
+ +
FF
F
F
QA
QA QB
QB
r1
r2
_
_ _
_
r
r
FF
FF
QA QB
QC QD
PLAY

13. LISTRIK STATISKompetensi Materi
HUKUM COULOMB / KONSEP
Secara matematis hukum Coulomb ditulis
dengan rumus :
Latihan
+ +
+ +
FF
F
F
QA
QA QB
QB
r1
r2
_
_ _
_
r
r
FF
FF
QA QB
QC QD
PLAY
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

14. LISTRIK STATISKompetensi Materi
HUKUM COULOMB / KONSEP
Latihan
Karena gaya merupakan besaran vektor, maka jika sebuah muatan listrik
depengaruhi oleh beberapa muatan maka besar gaya coulomb yang dialami
muatan merupakan resultan dari gaya–gaya yang bekerja pada muatan
tersebut ( perhatikan gaya yang bekerja pada Q1 akibat muatan Q2 dan Q3 )
+
_
_
Q1
Q2
Q3
F12
F13
FR
Play
Besar gaya FR dapat ditentukan dengan
resultan antara F12 dan F13
Dengan :
r1
r2

15. LISTRIK STATISKompetensi Materi
HUKUM COULOMB / KONSEP
Latihan
Karena gaya merupakan besaran vektor, maka jika sebuah muatan listrik
depengaruhi oleh beberapa muatan maka besar gaya coulomb yang dialami
muatan merupakan resultan dari gaya–gaya yang bekerja pada muatan
tersebut ( perhatikan gaya yang bekerja pada Q1 akibat muatan Q2 dan Q3 )
+
_
_
Q1
Q2
Q3
F12
F13
FR
Play
Besar gaya FR dapat ditentukan dengan
resultan antara F12 dan F13
Dengan :
r1
r2
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

16. LISTRIK STATISKompetensi Materi
MEDAN LISTRIK / KONSEP
Pengertian Medan Listrik
Ruang di sekitar muatan
listrik dimana gejala
elektrostatik masih
berpengaruh dinamakan
Medan Listrik.
Jika ada muatan mengalami
tarikan/tolakan elektrostatik
maka ia berada pada medan
listrik.
Latihan
++
Medan listrik
muatan __
+
+ Muatan
penguji

17. LISTRIK STATISKompetensi Materi
MEDAN LISTRIK / KONSEP
Pengertian Medan Listrik
Ruang di sekitar muatan
listrik dimana gejala
elektrostatik masih
berpengaruh dinamakan
Medan Listrik.
Jika ada muatan mengalami
tarikan/tolakan elektrostatik
maka ia berada pada medan
listrik.
Latihan
++
Medan listrik
muatan __
+
+ Muatan
penguji
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

18. Arah medan listrik menjauhi muatan
positif dan menuju muatan negatif
LISTRIK STATISKompetensi Materi
MEDAN LISTRIK / KONSEP
Kuat Medan Listrik didefinisikan
sebagai besar gaya elektrostatik per
satuan muatan di titik itu dan diberi
lambang E.
Maka :
Latihan
_ +
_ +
E E
EE

19. Arah medan listrik menjauhi muatan
positif dan menuju muatan negatif
LISTRIK STATISKompetensi Materi
MEDAN LISTRIK / KONSEP
Kuat Medan Listrik didefinisikan
sebagai besar gaya elektrostatik per
satuan muatan di titik itu dan diberi
lambang E.
Maka :
Latihan
_ +
_ +
E E
EE
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

20. LISTRIK STATISKompetensi Materi
MEDAN LISTRIK / KONSEP
Latihan
Karena medan listrik merupakan besaran vektor maka apabila suatu titik di
pengaruhi oleh beberapa muatan maka kuat medan listrik di titik tersebut
merupakan resultan kuat medan listrik oleh masing – masing muatan.
Q1 Q2
ER
r1 r2
E1 = kuat medan listrik oleh Q1
E2 = kuat medan listrik oleh Q
ER = kuat medan listrik akibat Q1
dan Q2
α = sudut antara E1 dan E2
Dengan :
α
E1
E2

21. LISTRIK STATISKompetensi Materi
MEDAN LISTRIK / KONSEP
Latihan
Karena medan listrik merupakan besaran vektor maka apabila suatu titik di
pengaruhi oleh beberapa muatan maka kuat medan listrik di titik tersebut
merupakan resultan kuat medan listrik oleh masing – masing muatan.
Q1 Q2
ER
r1 r2
E1 = kuat medan listrik oleh Q1
E2 = kuat medan listrik oleh Q
ER = kuat medan listrik akibat Q1
dan Q2
α = sudut antara E1 dan E2
Dengan :
α
E1
E2
Muatan Listrik
Gaya Coulomb
Medan Listrik

22. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
1. A bermuatan positf dan C bermuatan negative, A ditarik B
dan D ditolak C maka muatan B dan D adalah………………
B dan D bermuatan positifA
B dan D bermuatan negatif
B negatif dan D bermuatan positif
B positif dan D bermuatan negatif positif
B dan D tak bermuatan
1 2 3 4 5
B
C
D
A

23. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
COBA LAGI LANJUTKAN
JAWABAN ANDA SALAH

24. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
JAWABAN ANDA BENAR
LANJUT

25. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
2. Dua muatan sama besar berjarak r menghasilkan gaya elektrostatis sebesar F.
Jika kedua muatan diperbesar dua kali dan jarak antara kedua muatan
dijadikan ½ kali maka gaya elektro statisnya menjadi…………
16 FA
8F
B
negat
if
dan
F
½ F
4F
A
A
A
A
1 2 3 4 5

26. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
COBA LAGI LANJUTKAN
JAWABAN ANDA SALAH

27. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
JAWABAN ANDA BENAR
LANJUT
Penyelesaian

28. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
3. Tiga buah muatan Q1 = 5 micro coulomb, Q2 = 8 micro coulomb dan Q3
= 6 micro coulomb seperti gambar.
5 x 101 NA
5 x 102 N
5 x 103 N
4 x 102 N
3 x 102 N
r1 = 3 cm
r 2 = 3 cm
B
C
D
E
1 2 3 4 5
Q1
Q2
Q3

29. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
COBA LAGI LANJUTKAN
JAWABAN ANDA SALAH

30. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
JAWABAN ANDA BENAR
LANJUT
Q2
r1 = 3 cm
r 2 = 3 cm
Q1 Q3
F13
F12
Penyelesian

31. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
4. Bola A dan E mempunyai besar muatan sama yaitu 12,5 C.
Titik yang mempunyai kuat medan terkecil adalah titik....
AA
B
C
D
E
qq
A B C
D
E
B
C
D
E
1 2 3 4 5
a aaa

32. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
COBA LAGI
JAWABAN ANDA SALAH
LANJUTKAN

33. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
JAWABAN ANDA BENAR
LANJUT
Penyelesaian:
Dari gambar :
Dititik B dipengaruhi oleh medan magnet
dari kedua muatan yang besarnya sama
dan arahnya berlawanan sehingga
nilainya nolqq
A B C
D
E
a aaa

34. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
5. Muatan listrik Q1 = + 2 C segaris dengan Q2 = +4 C
seperti gambar ( k = 9 x 109 Nm2/C2 )
Kuat medan listrik di titik A adalah...........
41,0 x 1013 N/CA
40,5 x 1013N/C
39,5 x 1013 N/C
31,5 x 1013N/C
30,5 x 1013N/C
Q1 Q2
A
2 cm 1cm
B
C
D
E
1 2 3 4 5

35. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
COBA LAGI
JAWABAN ANDA SALAH

36. LISTRIK STATISKompetensi Materi
LATIHAN SOAL
Latihan
JAWABAN ANDA BENAR
Penyelesaian
Q1
Q2
A
2 cm 1cm
E1E2