1

Kompetensi 5Memahami konsep kelistrikan dan kemagnetan serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

IndikatorMenjelaskan gejala listrik dalam penerapan kehidupan sehari-hari.

Pengertian Listrik StatisA

+-

-

Gambar 1.1 Skema Atom

ProtonNeutron

Elektron

Kegiatan 1.1

LISTRIK STATIS

emua zat tersusun atas atom-atom. Setiap

atom terdiri atas inti atom (proton dan

neutron) dan elektron. Proton adalah atom

yang bermuatan listrik positif, neutron adalah

atom yang tidak bermuatan listrik, sedangkan

elektron adalah atom yang bermuatan listrik

negatif.

S

Kegiatan berikut akan memberi kita gambaran mengenai fenomena listrik statis menggunakan alat dan bahan sederhana.

1. Siapkan sebuah penggaris plastik, sepotong kain wol, dan serpihan kertas.

2. Gosoklah penggaris plastik dengan menggunakan kain wol. Lakukan selama beberapa saat (hingga penggaris plastik terasa hangat).

3. Dekatkan penggaris plastik pada serpihan kertas. Perhatikan apa yang terjadi pada penggaris plastik? Mengapa terjadi hal demikian?

Cara Membuat Listrik StatisB

Sebuah benda bisa bermuatan listrik jika diberi perlakuan, tapi muatan listrik

yang dihasilkan tidak dapat bertahan lama. Hal inilah yang disebut dengan listrik

statis.

Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk membuat benda netral

menjadi benda bermuatan listrik, seperti dengan cara:

1. Menggosok

Kegiatan 1.1 merupakan salah satu cara membuat benda netral menjadi

benda bermuatan listrik. Penggaris plastik yang digosok dengan kain wol akan

menerima elektron dari kain wol. Oleh karena itu, penggaris plastik menjadi

bermuatan negatif. Potongan kertas kecil-kecil awalnya netral. Saat penggaris

plastik didekatkan ke serpihan kertas, terjadi pemisahan muatan di serpihan kertas.

Muatan positif pada serpihan kertas mendekati penggaris plastik, sedangkan

muatan negatif menjauhi penggaris plastik. Hal ini mengakibatkan serpihan kertas

tertarik ke penggaris plastik.

Tabel 1.1 Beberapa benda dapat bermuatan listrik jika digosok

Benda Kegiatan Muatan listrik yang dihasilkan

Plastik digosok dengan kain wol Plastik bermuatan negatif

Ebonit digosok dengan kain wol Ebonit bermuatan negatif

Kaca digosok dengan kain sutera Kaca bermuatan positif

2. Induksi Listrik

Kalian tahu nggak induksi listrik itu apa…???

Induksi listrik adalah fenomena fisika yang apabila pada suatu benda yang

tadinya netral atau (tidak bermuatan listrik) menjadi bermuatan listrik karena

akibat adanya pengaruh dari gaya listrik atau dari benda yang bermuatan lain dan

didekatkan padanya.

Untuk mengetahui ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda, digunakanlah alat yang disebut Elektroskop. Bagaimana cara membuat

elektroskop? Yuk.. kita buat elektroskop sederhana.

Kegiatan 1.2

1. Persiapkan alat dan bahan sesuai tabel berikut.

Nama Alat dan Bahan Jumlah FungsiStoples kaca 1Gabus 1 tutup stoplesKawat besi SecukupnyaKertas timah SecukupnyaBatang besi kaca 1Batang besi plastik 1Kain Wol 1

Catatan: Sejak percobaan telah diatur, jaga agar tidak menyentuh kawat besi dengan tangan kamu, karena muatan listrik akan hilang.

Cara Kerja:1. Tusuk kawat melewati bagian tengah gabus, agar menembus bagian atas dan

bagian bawahnya. Tekuk bagian ujung bawah.

2. Lipat kertas timah menjadi setengah bagian. Gantunglah kertas timah menjadi bagian ujung bawah kawat. Letakkan gabus pada bagian atas toples.

3. Gosokkan batang besi plastik dengan kain wol. Kemudian, sentuhlah bagian ujung kaawat dengan batang besi plastik. Amati apa yang terjadi.

4. Beri muatan pada batang besi kaca dengan cara menggosokkannya dengan kain wpl. Sentuhlah bagian atas kawat dengan batang besi kaca. Amati apa yang terjadi.

Sifat Muatan Listrik StatisC

Elektroskop itu adalah sebuah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi

muatan listrik statis. Elektroskop  itu  bekerja berdasarkan prinsip induksi listrik.

Elektrometer  adalah elektroskop yang selain dapat mendeteksi muatan, dia juga

dapat mengukur jumlah muatan listrik yang ada pada suatu benda. Sifat elektroskop

itu seperti berikut.

1. Jika  benda  bermuatan  positif didekatkan  pada  sebuah  elektroskop netral

maka di bagian kepala elektroskop itu berkumpul muatan negatif dan di bagian

daunnya berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan

mengembang.

2. Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah negatif maka di bagian

kepala elektroskop berkumpul muatan negatif dan di bagian daunnya itu tidak

ada muatan. Ini menyebabkan daun elektroskop akan menguncup.

3. Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop positif maka

di bagian kepala elektroskop tidak ada muatan dan di bagian daunnya

berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan

mengembang.

Gambar Elektroskop.

Muatan-muatan listrik dapat saling berinteraksi. Sifat-sifat muatan listrik sebagai berikut:

1. Muatan sejenis tolak-menolak.2. Muatan berbeda jenis tarik-menarik.3. Muatan yang dapat berpindah hanya muatan negatif (elektron).

Hukum CoulombD

Dua muatan masing-masing 2 C dan 4 C terpisah pada jarak 3 cm. Hitunglah gaya coulomb.1

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya

yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai

muatan dan jarak pisah keduanya.

Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan

timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai

kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya.

Penyelesaian:

dengan:F = gaya elektrostatis (N)k = konstatnta gaya coulomb (Nm2/C2)q = muatan listrik (C)r = jarak antara dua muatan (m)

Dik : q1=2Cq2=4C

r =3cm=3 x 10−2mDit :FC=. .. ..?Jwb:

FC=kq1.q2

r2

FC=9 x109Nm2 /C2 2C . 4C

(3 x10−2m)2

FC=9 x109Nm2 /C2 8C2

9 x10−4m2

FC=8 x109N

10−4

FC=8 x1013 N

Contoh Soal :

Muatan benda A sebesar 6 x 10-5 C, kemudian pada jarak 30 cm diletakkan benda B yang bermuatan juga. Jika gaya tolak-menolak kedua benda 120 N. Berapakah muatan benda B? (k = 9 x 109 Nm2/C2)2

Penyelesaian:

Dik : q1=6 x 10−5Cr =30cm=0,3mF = 120Nk = 9x 109Nm2 /C2

Dit :q2=.. .. .?Jwb:

FC=kq1.q2

r2

q2=Fr 2

k .q1

q2 =120 x (0,3 )2

9x 109 . 6 x10−5

q2=120x 0 ,0954 x104

q2 = 0,2x 10−4C

q2=2x 10−5C