Listrik Statis, Materi Fisika lengkap rumus, contoh soal dan penyelesaiannya

-

LISTRIK STATIS

Pernah dengar istilah listrik statis? Menurut kamu apa sih itu listrik statis?
Nah, buat kamu yang mungkin belum paham, atau belum tau sama sekali tentang listrik statis, coba nih simak pembahasan lengkapnya berikut ini!
Listrik Statis – Pernahkah  Kamu memainkan sebuah penggaris plastik bersama potongan kertas kecil hasil sobek-sobek?
Kemudian menggosok-gosokan penggaris tersebut ke rambut atau kulit kemudian didekatkan ke potongan kertas kecil tadi? yang terjadi kertas kecil akan terangkat ke penggaris yang baru saja digosok-gosok.
Kenapa bisa terjadi seperti itu? itu karena terdapat muatan listrik di kejadian tersebut, mari kita bahas pengertian, rumus, contoh soal, dan penerapannya.
Jawabannya bisa kalian dapatkan dengan membaca penjelasan dibawah ini
Sebetulnya sering kita jumpai contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari tetapi mungkin saja tidak kita sadari. Berikut ini contohnya.
1.      Saat Anda menyisir rambut, tanpa disadari terkadang rambut akan terbawa berdiri sendiri beriringan dengan gerakan sisir. Hal tersebut terjadi karena ada interaksi muatan antar sisir dengan rambut.
2.      Penggaris atau sisir yang digosok-gosok ke rambut atau tangan kering akan menarik potongan kertas kecil.
3.      Debu yang tertempel pada layar tv
4.      Kain sutra yang digosok-gosok dengan batang kaca. Akan terjadi reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut. Karena elektron dari batang kaca akan berpindah ke kain sutera sehingga batang kaca akan memiliki muatan positif dan batang kaca akan memiliki muatan negatif
5.      Menggosokan balon dengan tangan
6.      Penggaris plastik digosok dengan kain woll. Kedua benda tersebut memiliki muatan netral, tetapi saat dua benda tersebut digesekkan maka akan ada perpindahan elektron dari kain woll ke penggaris plastik. Sehingga penggaris plastik memiliki muatan negatif dan kain woll memiliki muatan positif.
7.      Ketika Anda mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Perhatikan bulu atau rambut yang ada di tangan Anda akan berdiri.

Listrik statis adalah kumpulan muatan listrik (q) dalam jumlah tertentu yang tetap (statis), ketidakseimbangan muatan listrik di dalam atau permukaan benda.
Muatan listrik akan tetap ada sampai benda kehilangan dengan cara sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik.
Disimpulkan dari hal ini bahwa listrik statis berhubungan dengan gejala kelistrikan yang diam alias tidak mengalir.
Listrik statis tidak bisa mengalir dari satu tempat ke tempat lain atau hanya bisa ada sekejap pada suatu tempat, berbeda dengan Listrik Dinamis.
Konsep Dasar Listrik Statis

Kejadian seperti kenapa potongan kertas kecil bisa berinteraksi dengan penggaris yang telah digosok-gosok bisa dijelaskan dengan konsep dasar listrik statis (muatan listrik) ini.
Karena berbicara mengenai listrik tentu tidak akan lepas dari muatan listrik, listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang ada dalam keadaan statis (diam).
Muatan listrik muncul karena adanya perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain. Terdapat 2 muatan listrik yaitu muatan positif dan muatan negatif. Dimana pada penjelasan di atas pada contoh listrik statis  4 dan 6 dapat membantu pemahaman kalian pada listrik statis.
Dikatakan bermuatan positif apabila proton lebih banyak daripada jumlah elektron, dan begitupun sebaliknya. Sedangkan benda yang tidak memiliki muatan disebut netral atau jumlah proton dan elektron sama.
Benda yang mempunyai muatan yang sejenis akan saling tolak-menolak ketika didekatkan satu sama lain, sebaliknya benda yang mempunyai muatan yang berbeda akan saling tarik-menarik.
Interaksi yang terjadi antar muatan listrik bisa dijelaskan dengan 
Gaya Coulomb dan Medan Listrik di bawah

Suatu muatan listrik dikatakan mempunyai medan listrik. Medan listrik adalah daerah di sekitar benda yang bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik.
Atau bisa disebut medan listrik adalah suatu daerah dimana gaya listrik masih bekerja. Medan listrik merupakan efek yang timbul oleh muatan listrik dalam suatu benda.
rah medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik bisa digambarkan dengan garis-garis gaya listrik.
Sebuah muatan positif mempunyai garis gaya listrik menjauhi (keluar) dari muatan tersebut. Dan sebuah muatan negatif mempunyai garis gaya listrik mendekati (masuk) muatan negatif.
Rumus Listrik Statis
Berikut ini rumus-rumus listrik statis beserta uraian penjelasan:

Hukum Coulomb

Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.
Secara matematis hukum Coulomb dinyatakan sebagai berikut:

Dimana :
F = gaya tolak atau gaya tarik antara kedua muatan (N)
k = tetapan / konstanta = 9 x 109 Nm2C-2 untuk benda yang berada di dalam medium vakum (udara) dimana k =  dan εo = 8,85 x 10-12C2N-1m2
q = besar muatan (C) atau (C, dimana 1 μC = 10-6 C dan 1 nC = 10-9 C)
r = jarak antara kedua muatan (m)

Menggambar Vektor Gaya Coulomb
Ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam menggambar vektor gaya Coulomb yaitu:
muatan sejenis tolak-menolak, muatan tak sejenis tarik-menarik.
vektor gaya Coulomb F terletak pada garis hubung kedua muatan.
Perhatikan gambar di bawah ini:

Contoh Soal dan Penyelesaian
1. Dua muatan disusun seperti pada gambar di bawah ini. Muatan di A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah… (k = 9 x 109 Nm2C−2, 1 mikro Coulomb = 10−6 C)

Pembahasan
Diketahui :

qA = +8 µC =  +8 x 10-6 C
qB = - 5 µC =  - 5 x 10-6 C
k= 9 x 109 Nm2C-2

r= 10 cm = 0,1 m

Ditanya : Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan
Jawab :
Rumus hukum Coulomb :

Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan :

2. Muatan listrik P = +10 mikro Coulomb dan muatan listrik Q = +20 mikro Coulomb terpisah seperti pada gambar. Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah…

 Pembahasan
Diketahui :
qP = +10 µC =  +10 x 10-6 C
qQ = +20 µC =  +20 x 10-6 C
k= 9 x 109 Nm2C-2
r= 12 cm = 0,12 m = 12x 10-2 m

Ditanya : Besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan
Jawab :
Besar gaya Coulomb atau gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 125 Newton.
Catatan: Dalam perhitungan besar gaya Coulomb, tanda muatan tidak dimasukkan. Tanda muatan hanya digambarkan pada vektor gaya Coulomb, untuk menentukan gaya tolak atau gaya tarik.


Kuat Medan Listrik

Jika ada muatan q2 yang berada di sekitar muatan lain q1 maka muatan q2 akan merasakan gaya Coulomb dari q1. Daerah yang masih merasakan pengaruh gaya Coulomb ini dinamakan medan listrik. Medan listrik ini didefinisikan sebagai gaya yang dirasakan oleh muatan uji positif 1 C.
Dua hal yang perlu diperhatikan untuk menggambar vektor kuat medan listrik pada suatu titik adalah
1. vektor E menjauhi muatan sumber positif (gambar pertama) dan mendekati muatan sumber negatif (gambar kedua)
2. vektor E memiliki garis kerja sepanjang garis hubung antara muatan sumber dengan titik yang akan dilukis vektor kuat medannya.
Sedangkan besar medan listrik dinamakan kuat medan listrik dirumuskan seperti berikut.

dengan
F = Gaya Coulomb (N)
E = kuat medan listrik (N/C)
q = muatan listrik (coulomb)
r = jarak titik dari muatan (m)
k = 9 x 109 Nm2/C2

Contoh Soal dan Penyelesaian
1. Sebuah muatan uji +3 x 10-5 C diletakkan dalam suatu medan listrik. Gaya Coulomb yang bekerja pada muatan uji tersebut adalah 0,45 N. Berapa besar kuat medan listrik pada muatan uji?
Penyelesaian:
Dik:
qo = +3 x 10-5 C
F = 0,45 N
Dit:            E = …. ?
Jawab:


2. Tentukan kuat medan listrik dan arahnya pada jarak 1 cm dari sebuah muatan positif 10-6 C!
Penyelesaian:
Dik:
r = 1 cm = 1 . 10-2 m
q = 10-6 C
Dit:           E = ….?
Jawab:

Karena muatan sumber bermuatan positif maka medan listrik di titik tersebut menjauhi muatan sumber.

Selesai sudah pembahasan lengkap mengenai artikel listrik statis, semoga dengan ini Anda jadi mengetahui pengertian, rumus beserta contoh dalam penerapan sehari-hari listrik statis.

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Pertemuan Kedua Pengertian Kalor, Rumus dan Contoh Soal

-
Gambar
Pengertian Kalor, Rumus dan Contoh Soal Pernahkah kalian merasa bingung kenapa saat memegang gelas berisi air Kopi panas, tangan kita ikut kepanasan? Hal ini terjadi karena kalor berpindah dari air lalu ke gelas hingga akhirnya ke tangan kita. Lalu apa sih sebenernya kalor itu? Selamat belajar kalor, rumusnya dan contoh soal di bawah ini ..... Kalor merupakan panas yang bisa berpindah dari benda yang memiliki kelebihan kalor menuju benda yang kekurangan kalor. Kalor biasanya dinyatakan dalam suhu. Dalam satuan internasional, kalor dinyatakan dengan Joule. Satuan lainnya dinyatakan dengan kalori. Nah, kamu juga perlu tahu pernyataan ini: 1 kalori didefinisikan sebagai banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan sebanyak 1 kg air sebesar 1⁰C. 1 kalori = 4.2 joule dan 1 joule = 0.24 kalori Kalor Jenis Kalian sudah pernah mendengar istilah kalor jenis, kan? Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diserap atau diperlukan oleh 1 gr...
Baca selengkapnya

Mitigasi Bencana Tanah longsor

-
Gambar
  D . MITIGASI BENCANA TANAH LONGSOR. Tanah longsor atau gerakan tanah adalah proses perpindahan massa batuan atau tanah akibat gaya berat ( gravitasi) longsoran tanah telah lama menjadi perhatian ahli geologi maupun kerugian harta benda. Tidak jarang pemukiman yang dibangun di sekitar perbukitan kurang memperhatikan masalh kestabilan lereng , struktur batuan , dan proses proses geologi Yang terjadi di kawasan tersebut. Sehingga secara tidak sengaja potensi bahaya tanah longsor setiap saat dapat mengancam jiwa.Faktor internal yang dapat menyebabkan terjadinya tanah longsor adalah daya ikat (kohesi)tanah batuan yang terlepas dari ikatannya dan bergerak kebawah dengan menyeret butiran lain yang ada disekitarnya membentuk massa yang lebih besar.Lemahnya daya ikat tanah atau bebatuan dapat disebabkan oleh porisitas dan permeabilitas tanah atau batuan maupun rekahan yang cukup tinggi.Sedangkan faktor eksternal yang dapat mempercepat dan menjadi pemicu longsoran tanah terdiri dari be...
Baca selengkapnya

Materi Fisika Daya dan Latihan Soal

-
Gambar
  DAYA Apakah kalian pernah mendengar apa itu Daya? Tapi bukan merek sabun cuci ya yang kita bahas sekarang hehe. Daya yang kita bahas dalam fisika, Daya merupakan salah satu materi pembelajaran sekolah yang akan kita pelajari pada pertemuan ini....silahkan dibaca dengan materi dibawah agar kalian paham apa itu Daya semangat anak-anak..... Yuk langsung saja kita pelajari apa itu daya? Daya merupakan kecepatan dalam melakukan kerja, atau laju energi yang disalurkan selama melakukan suatu usaha dalam periode waktu tertentu. Satuan Internasional atau SI untuk daya yakni Joule / Sekon (J/s) = Watt (W). Satuan Watt digunakan sebagai tanda hormat untuk seorang ilmuwan bernama James Watt yang berhasil menemukan mesin uap. Selain itu, satuan daya yang sering digunakan selain watt yakni Daya Kuda atau Horse Power (hp), yang dimana 1 hp = 746 Watt. Daya tergolong besaran skalar (besaran yang mempunyai nilai tetapi tidak mempunyai arah). Dalam pelajaran fisika,...
Baca selengkapnya