35882539-rpp-elektrostatis.pdf

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN(RPP)

Mata Pelajaran : FisikaMateri Pokok : Listrik StatisKelas / Program : XII / IPASemester : 1 (satu) / GasalWaktu : 8 x 45 menit

Standar Kompetensi :

2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penye-lesaian masalah dan produk teknologi.

Kompetensi Dasar :

2.1Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, dan energi potensial listrik serta penerapannya pada keping sejajar.

Indikator :

1. Mendeskripsikan gaya elektrostatik (hukum Coulomb) pada muatan titik.

2. Mengaplikasikan hukum Coulomb dan hukum Gauss untuk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinyu.

3. Memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya, medan listrik, dan potensial listrik.

4. Memformulasikan prinsip kerja kapasitor keping sejajar.

A. Tujuan Pembelajaran :

Peserta didik dapat :1. Menganalisis interaksi antar muatan melalui hukum Coulomb.

Dalam hal ini siswa berlatih memahami hukum Coulomb dengan teliti danHati-hati

2. Menganalisis pengaruh medan listrik terhadap muatan listrik.3. Menghitung medan listrik yang dihasilkan oleh muatan

terdistribusi dalam benda yang berukuran besar.4. Menjelaskan definisi fluks listrik dan hukum Gauss.5. Menghitung medan listrik yang dihasilkan berbagai benda simetri

yang terdistribusi muatan dengan menggunakan hukum Gauss.6. Menjelaskan definisi energi potensial dan potensial listrik yang

dimiliki sebuah muatan listrik.7. Menghitung besarnya potensial listrik yang ditimbulkan oleh

sebuah momen dipol listrik.8. Menjelaskan keberlakuan teorema usaha-energi pada muatan

yang mengalami gaya listrik.9. Menjelaskan konsep bidang ekipotensial pada sebuah muatan

listrik yang ditempatkan dalam ruang.10. Menjelaskan definisi kapasitor sebagai salah satu komponen

elektronika.

11. Menghitung besarnya kapasitansi berbagai jenis kapasitor.12. Menjelaskan pengaruh penggunaan bahan dielektrik terhadap

kapasitansi kapasitor.13. Memberikan contoh pemanfaatan kapasitor dalam peralatan

elektronika.B. Materi Pembelajaran :

Listrik Statis adalah Ilmu yang mempelajari tentang muatan listrik yang tidak bergerak.

Sifat muatan Listrik :- muatan sejenis akan tolak-menolak- muatan tidak sejenis akan tarik-menarik

1. Hukum coulombBesar gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali masing-masing muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.

F = k 2

21

r

qq

Keterangan : F = gaya elektrostatis (N)q1 dan q2 = muatan listrik (c) r = jarak antara kedua muatan (m)

k = 04

1

πε (konstan)

0ε = permitivitas ruang hampa / udara (8,85 x 10-12 c2/Nm2)

2. Medan ListrikMedan Listrik adalah suatu ruang disekitar muatan yang masih dipengaruhi oleh gaya Elektrostatika.

→

Keterangan : E = kuat Medan Listrik ( CN )

q = muatan medan ( C ) q1 = muatan penguji ( selalu positif )

3. Kuat Medan Listrik pada bola konduktor bermuatan.- Untuk r = R ( di dalam bola ) - Untuk r > R ( di

luar bola )

- Untuk r = R ( di kulit bola )

4. Kuat Medan Listrik pada keping sejajar.

E = 0ε

σ E =

0εAq

E = 1q

F

E = k 2r

q

E = 0

E = k

2R

q

E = k 2r

q

Keterangan : σ = rapat muatan ( c/m2 ) A = luas penampang ( m2 ) 0ε = permitivitas ruang hampa / udara E = kuat medan listrik ( N/c )

5. Potensial Listrik pada bola konduktor bermuatan

V = k r

q

Keterangan : V = potensial listrik ( volt )

Potensial listrik pada keping sejajar

V = E d

Keterangan : d = jarak antara 2 keping ( m )

6. Energi ListrikBila suatu muatan q dipindahkan dari titik ( 1 ) ke titik ( 2 )

maka usaha yang diperlukan adalah :W12 = Ep2 – Ep1

W12 = qv2 – qv1

W12 = q ( v2 – v1 )W12 = q ∆vW12 = q v

Keterangan : ∆v = beda potensial ( volt )

7. Kapasitas listrik ( C )

C = V

q

Keterangan : C = kapasitas listrik ( Farad / F ) q = muatan listrik ( Coulomb ) V = beda potensial ( volt )

8. Susunan KapasitorSusunan seri :

sC

1=

1

1

C +

2

1

C + ..... +

nC

1 atau Cs =

n

C

Susunan Paralel :Cp = C1 + C2 + .... + Cn atau Cp = C n

Energi listrik di dalam kapasitor ( W )

W = 2

1CV2

W = 2

1qV2

W = 2

1 C

q 2

Keterangan : W = energi kapasitor ( Joule ) C = kapasitas kapasitor ( Farad ) V = potensial listrik ( volt ) q = muatan listrik ( Coulomb )

C. Metode Pembelajaran 1. Model : - Direct Instruction (DI)

- Cooperative Learning 2. Metode : - Diskusi kelompok

- Observasi - Ceramah

D. Langkah-langkah Kegiatan

PERTEMUAN PERTAMA ( 2 x 45 menit )

a. Kegiatan Pendahuluan ( 10 menit ) Motivasi dan Apersepsi:

− Mengapa sisir yang telah digosok-gosokkan pada rambut dapat menarik potongan-potongan kertas?− Mengapa sebuah muatan dapat melakukan gaya pada muatan yang lain padahal kedua muatan tidak saling bersentuhan?

Prasyarat pengetahuan:− Apakah yang dimaksud dengan gaya Coulomb?− Apakah yang dimaksud dengan medan listrik?

b. Kegiatan Inti ( 75 menit ) Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan

kelompok. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan

pengertian gaya Coulomb. Peserta didik dalam setiap kelompok diminta untuk

menyiapkan potongan-potongan kertas. Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menggosok-

gosokkan sisir atau mistar plastik kemudian didekatkan pada potongan-potongan kertas.

Peserta didik dalam setiap kelompok diminta untuk mengamati apa yang terjadi dan membuat kesimpulan dari percobaan tersebut.

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai perumusan gaya Coulomb oleh suatu muatan dan sejumlah muatan.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan gaya

Coulomb oleh suatu muatan dan sejumlah muatan yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan gaya Coulomb oleh suatu muatan dan sejumlah muatan untuk dikerjakan oleh peserta didik.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian medan listrik.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan arah medan listrik.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai perumusan medan listrik yang dihasilkan oleh muatan titik dan distribusi muatan.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan medan listrik yang dihasilkan oleh muatan titik dan distribusi muatan yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan gaya Coulomb oleh suatu muatan dan sejumlah muatan untuk dikerjakan oleh peserta didik.


Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai garis gaya listrik.

c. Kegiatan Penutup ( 5 menit ) Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang

memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk

membuat rangkuman. Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

Latihan Soal :1. Dua muatan listrik masing-masing besarnya 4 µ c dan -6

µ c berjarak 2 cm satu sama lain. Hitung besar gaya elektrostatik

antara kedua muatanjika berada pada : a. Di udara

b. Di dalam air ( k air = 80 )

Kunci Jawaban

Skor1. Diketahui : q1 = 4 µ c = 4 x 10-6 c q2 = -6 µ c = -6 x 10-6 c R = 2 cm = 2 x 10m ...........................................................

2

Ditanya : a. F di udara ? b. F di dalam 1

air ? ............................................................... Jawab : a. Di udara, k = 9 x 109 Nm2/c2

F = k 2

21

r

qq

......................................................................

2

F = 9.109 22

66

)10.2(

10.610.4−

−−

....................................................

1

F = 4

3

10

10.54−

−

.....................................................................1

F = 540 N ........................................................................ 1

1

Total skor 8

b. Di dalam air, k ’ = r

k

ε = 80

10.9 9

Nm2/c

............................1

F = k ’ 2

21

r

qq

......................................................................2

F = 80

Fudara

.....................................................................1

F = 80

540

...........................................................................1

F = 6,75 N .......................................................................

1

Total skor

6

PERTEMUAN KEDUA ( 2 x 45 menit )


− Bagaimana syarat terjadinya fluks?− Apakah manfaat hukum Gauss?

Prasyarat pengetahuan:− Apakah yang dimaksud dengan fluks listrik?− Apakah yang dimaksud dengan hukum Gauss?

b. Kegiatan Inti ( 75 menit ) Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan

kelompok. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan

pengertian fluks listrik. Peserta didik dalam setiap kelompok diminta untuk

menyebutkan syarat terjadinya fluks.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan fluks listrik yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan fluks listrik untuk dikerjakan oleh peserta didik.


Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian hukum Gauss.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai aplikasi hukum Gauss untuk menentukan besarnya medan listrik pada kawat lurus panjang, pelat tak berhingga, dua pelat sejajar, bola isolator homogen, dan bola konduktor homogen.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan besarnya medan listrik pada kawat lurus panjang, pelat tak berhingga, dua pelat sejajar, bola isolator homogen, dan bola konduktor homogen yang dismpaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan besarnya medan listrik pada kawat lurus panjang, pelat tak berhingga, dua pelat sejajar, bola isolator homogen, dan bola konduktor homogen untuk dikerjakan oleh peserta didik.


c. Kegiatan Penutup ( 5 menit ) Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk


Latihan Soal : 1.Sebuah bola konduktor yang jari-jarinya 20 cm berada di

udara. Bola bola bermuatan 40 cµ . Hitung kuat medan listrik pada :a. titik yang terletak 10 cm dari pusat bolab. titik yang terletak 10 cm dari permukaan bola

Kunci Jawaban

Skor1. Diketahui : R = 20 cm = 0,2 m q = 40 cµ = 4 x 10-5 c k = 9 x 10Nm2/c2 .................................................................

2

Ditanya : E ? .......................................................................................

1

Jawab : a. R = 10 cm ( di pusat bola ) ..............................................

1

E = 0 ...............................................................................

2

b. R = 20 + 10 = 30 cm ( di luar 1

bola ) ..................................

E = k 2R

q

..........................................................................2

E = 9.109 21

5

)10.3(

10.4−

−

..........................................................1

E = 2

59

10.9

10.410.9−

−

................................................................1

E = 4.10N/c ....................................................................

1

Total skor

12

PERTEMUAN KETIGA ( 2 x 45 menit )


− Mungkinkah medan listrik pada suatu tempat nol jika potensial listrik pada tempat tersebut nol?− Apakah bentuk bidang ekipotensial dari muatan bola yang tersebar homogen?

Prasyarat pengetahuan:− Apakah yang dimaksud dengan potensial listrik?− Apakah yang dimaksud dengan bidang ekipotensial?

b. Kegiatan Inti ( 75 menit ) Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian energi potensial. Peserta didik memperhatikan rumusan untuk mendapatkan persamaan energi potensial yang disampaikan oleh guru. Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan energi potensial yang disampaikan oleh guru. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian potensial listrik.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai perumusan potensial listrik yang dihasilkan oleh sebuah partikel dan banyak partikel.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan potensial listrik yang dihasilkan oleh sebuah partikel dan banyak partikel yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menentukan potensial listrik yang dihasilkan oleh sebuah partikel dan banyak partikel untuk dikerjakan oleh peserta didik.


Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai

potensial listrik pelat sejajar dan akibat bahan dielektrik. Peserta didik memperhatikan penjelasan teorema usaha-

energi yang disampaikan oleh guru. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan

pengertian bidang ekipotensial. Peserta didik dalam setiap kelompok mendiskusikan bentuk

bidang ekipotensial dari muatan titik, muatan bola yang tersebar homogen, muatan yang tersebar homogen pada kawat atau silinder, dan muatan yang tersebar pada pelat.

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai satuan elektronvolt.




Latihan Soal :1.Sebuah bola konduktor yang jari-jarinya 20 cm berada di udara. Bola bermuatan 40 cµ . Hitunglah potensial listrik pada :a. titik yang terletak 10 cm dari pusat bolab. titik yang terletak 10 cm dari permukaan bola

Kunci Jawaban

Skor1. Diketahui : R = 20 cm = 0,2 m q = 40 cµ = 4 x 10-5 c k = 9 x 10Nm2/c2 .................................................................

2

Ditanya : V ? .......................................................................................

1

Jawab : a. R = 10 cm ( di pusat bola ) ..............................................

1

V = k R

q

............................................................................2

V = 9.109 1

5

10.2

10.4−

−

...............................................................1

V = 1,8 x 10volt .............................................................

1

Total skor

8

b. R = 20 + 10 = 30 cm ( di luar bola ) .................................. 1

V = k R

q

...........................................................................2

V = 9.109 1

5

10.3

10.4−

−

..............................................................1

V = 1,2 x 10volt ..............................................................

1

Total skor

5

PERTEMUAN KEEMPAT( 2 x 45 menit )


− Bagaimana cara memperbesar kapasitansi kapasitor?− Dalam susunan apakah energi yang tersimpan dalam kapasitor menjadi lebih besar?

Prasyarat pengetahuan:− Apakah yang dimaksud dengan kapasitansi kapasitor?− Apakah keuntungan kapasitor yang disusun secara pararel?

b. Kegiatan Inti ( 75 menit ) Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian kapasitor. Perwakilan peserta didik diminta untuk menjelaskan pengertian kapasitansi kapasitor. Peserta didik memperhatikan penjelasan guru menentukan kapasitansi kapasitor. Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan kapasitansi kapasitor yang disampaikan oleh guru. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan kapasitansi kapasitor pelat sejajar. Peserta didik memperhatikan rumusan untuk mendapatkan persamaan kapasitansi kapasitor pelat sejajar yang disampaikan oleh guru. Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan kapasitansi kapasitor pelat sejajar yang disampaikan oleh guru. Peserta didik dalam setiap kelompok mendiskusikan cara memperbesar kapasitansi kapasitor. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal. Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan

macam-macam rangkaian kapasitor. Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai perbedaan rangkaian kapasitor yang disusun secara seri dan secara pararel. Peserta didik memperhatikan perumusan untuk mendapatkan persamaan energi dalam kapasitor yang disampaikan oleh guru. Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan energi dalam kapasitor yang disampaikan oleh guru. Guru memberikan beberapa soal menentukan energi dalam kapasitor untuk dikerjakan oleh peserta didik. Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.




Latihan Soal 1.Sebuah kapasitor dengan kapasitas 600 Fµ dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar 100 volt. Hitunglah : a. Muatan kapasitor itub. Energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor

Kunci Jawaban

Skor1. Diketahui : C = 600 Fµ = 6 x 10-4 F V = 100 volt ..........................................................................

2

Ditanya : a. q ? ...................................................................................

1

b. W ? ..................................................................................

1

Jawab : a. q = CV .................................................................................

2

q = 6.10-4 x 100 ................................................................

1

q = 6 x 10Coulomb ........................................................

1

1

b. W = 2

1

V ..........................................................................2

W = 10010.62

12 xx −

............................................................1

W = 3 Joule .......................................................................

1

Total skor

12

E Sumber / Bahan / Alat :Sumber : Buku fisika kelas XII yang relevan ( Marthen Kanginan, Bob Foster,

Ganesa, BSE )Bahan : Lembar kerja dan bahan presentasiAlat : Media presentasi

F. Penilaian dan Tindak Lanjut1. Tugas individu, tugas kelompok, tes lisan, tugas rumah, kuis dan

ulangan harian.2. Siswa dikatakan berhasil jika tingkat pencapaiannya di atas SKBM.3. Memberi program remedial untuk siswa yang tingkat

pencapaiannya di bawah SKBM.

4. Memberi program pengayaan untuk siswa yang tingkat pencapaiannya di atas

SKBM.

Mengetahui Tarik, 13 Juli 2009

Kepala SMAN 1 Tarik Guru Mata Pelajaran

Drs. Rustamadji, M.Pd. Wahyu Windarwati, S.Pd.

Pembina Tingkat I NIP. 19661003 199102 2 003

NIP. 19531110 198903 1 004

35882539-rpp-elektrostatis.pdf

Documents