Listrik Statis
Listrik statis dalam materi ini akan kita bahas secara lengkap. Uraiannya meliputi; pengertian, contoh, manfaat/penerapan, dan bahaya dari listrik statis.Saking lengkapnya, materi ini sangat cocok untuk dijadikan sebagai bahan makalah. Nah, mungkin banyak yang bertanya, apakah yang dimaksud dengan listrik statis? Seperti apa contohnya dalam kehidupan sehari-hari? Artikel yang sedang Anda baca saat ini sengaja kami buat untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini. Sebagai pengetahuan awal, sebenarnya listrik statis itu adalah satu diantara dua jenis listrik yang umum dikenal dalam kelistrikan. Gejalanya banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, baik itu yang berasal dari fenomena alami, maupun fenomena buatan. Lebih jelasnya, semuanya akan diuraikan dibawah, silahkan simak dengan baik, selamat membaca.
Pengertian dan Sejarah Listrik Statis
Listrik statis (dalam bahasa inggris disebutelectrostatic) adalah ilmu yang mempelajari pengumpulan muatan listrik dan sifat-sifatnya pada suatu benda. Jika dilihat dari asal katanya, kata listrik diikuti dengan kata "statis" yang berarti "diam". Hal ini mengisyaratkan bahwa listrik statis berkaitan dengan gejala kelistrikan yang diam atau tidak mengalir. Listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain, melainkan hanya menyala sekejap di satu tempat. Jadi, listrik statis tidak dapat menghasilkan arus listrik.
Dalam sejarah kelistrikan, listrik inilah yang pertamakali ditemukan oleh para ahli terdahulu. Listrik yang kita nikmati sekarang ini merupakan hasil pengembangan dari listrik statis ini. Listrik statis pertama kali ditemukan oleh ahli matematika berkebangsaan Yunani Kuno, Thales of Miletus (625-547 SM). Kala itu, beliau mengambil batu berwarna kuning yang disebut dengan batu ambar. Thales kemudian menggosok-gosokkan batu tersebut dengan kain wol. Tanpa diduga, bulu ayam yang berada di sekitarnya tertarik dan menempel.
Dalam penggosokan tersebut, ternyata Thales telah memberikan muatan listrik ke batu ambar melalui kain wol. Muatan inilah yang menyebabkan bulu ayam yang berada di sekitar batu ambar tertarik dan menempel pada batu ambar tersebut. Inilah kemudian menjadi sejarah awal ditemukannya listrik statis.
Setelah materi menjadi bermuatan listrik maka terjadilah peristiwa listrik statis, seperti penggaris plastik bermuatan menarik serpihan kertas. Penggaris plastik yang awalnya tidak bermuatan atau netral digosok-gosok dengan kain wol, elektron-elektron yang ada pada kain wol akan berpindah ke penggaris plastik tersebut. Akibatnya, penggaris plastik disebut sebagai benda yang bermuatan listrik negatif. Ketika penggaris tersebut didekatkan ke sobekan kertas, sobekan kertas akan tertarik oleh penggaris. Hal tersebut menunjukkan bahwa benda yang bermuatan listrik negatif dapat menarik benda-benda ringan di sekitarnya yang bermuatan listrik positif.
Selain penggaris plastik, contoh peristiwa listrik statis yang lain adalah rambut panjang berdiri saat menyentuh kubah generator Van de graff, terjadinya petir dengan kilat cahaya disertai suara guruh, dan sebagainya. Pada hakikatnya fenomena listrik statis ini terjadi sebagai upaya pelepasan muatan (discharge) dari materinya yang bermuatan listrik untuk kembali menjadi netral.
Pada tahun 1906, seorang kimiawan Amerika, Frederick Gardner Cottrel, berhasil menemukan suatu alat yang berfungsi untuk menggumpalkan asap yang keluar dari cerobong asam pabrik sehingga dapat menekan polusi udara. Alat sederhana ini bekerja berdasarkan prinsip gaya Coulomb dan induksi muatan. Caranya adalah dengan memasang dua logam yang mempunyai muatan besar tetapi berlawanan tanda pada cerobong asap pabrik. Partikel asap yang mengalir melewati cerobong akan terinduksi sehingga memiliki muatan induksi. Muatan yang dihasilkan ada yang positif dan ada yang negatif. Partikel asap tersebut akan tarik menarik sehingga membentuk partikel yang lebih besar dan berat. Bertambahnya berat partikel mengakibatkan partikel tidak ikut mengalir ke atas bersama asap. Partikel itu akan jatuh di dasar cerobong.
Pada saat cat disemprot, butiran halus cat akan memiliki muatan karena bergesekan dengan udara. Permukaan mobil yang akan dicat diberi muatan yang berlawanan dengan muatan butir-butir cat agar butiran cat dapat tertarik ke permukaan mobil tersebut. Cara ini sangat efektif diterapkan pada permukaan yang tidak rata. Hal ini terjadi karena butir cat menempel dengan mengikuti medan listrik yang ada. Akibatnya, butir-butir cat akan menutupi semua permukaan mobil yang mungkin tersembunyi dari semprotan cat. Dengan demikian, cara ini dapat menghasilkan hasil pengecatan yang rata dan menjangkau tempat yang tersembunyi.
Mesin fotokopi memiliki bagian utama berupa pelat foto konduktif. Pelat ini tidak mampu menghantarkan listrik ketika berada dalam ruang yang gelap. Pelat konduktif ini baru akan menghantarkan listrik jika dikenai cahaya. Mula-mula pelat foto konduktif diinduksi dengan menggerakkan kawat bermuatan listrik negative di sepanjang permukaannya. Dengan begitu, di permukaan pelat foto itu akan terbentuk muatan induksi yang bermuatan positif. Ketika kertas yang akan difotokopi disinari, pantulan cahaya mengenai pelat foto konduktif yang telah mengandung muatan induksi. Akibatnya, terbentuk muatan listrik persis seperti pada kertas yang akan dikopi. Kemudian, tinta yang bermuatan negatif disemprotkan pada pelat. Selanjutnya, tinta itu dipindahkan ke kertas lain untuk membuat fotokopinya. Ketas ini dipanaskan agar tinta menempel kuat.
Baca juga materi kelistrikan lainnya:
Dalam sejarah kelistrikan, listrik inilah yang pertamakali ditemukan oleh para ahli terdahulu. Listrik yang kita nikmati sekarang ini merupakan hasil pengembangan dari listrik statis ini. Listrik statis pertama kali ditemukan oleh ahli matematika berkebangsaan Yunani Kuno, Thales of Miletus (625-547 SM). Kala itu, beliau mengambil batu berwarna kuning yang disebut dengan batu ambar. Thales kemudian menggosok-gosokkan batu tersebut dengan kain wol. Tanpa diduga, bulu ayam yang berada di sekitarnya tertarik dan menempel.
Dalam penggosokan tersebut, ternyata Thales telah memberikan muatan listrik ke batu ambar melalui kain wol. Muatan inilah yang menyebabkan bulu ayam yang berada di sekitar batu ambar tertarik dan menempel pada batu ambar tersebut. Inilah kemudian menjadi sejarah awal ditemukannya listrik statis.
Contoh Proses Terjadinya Listrik Statis
Peristiwa listrik statis dapat terjadi baik pada isolator maupun konduktor. Peristiwa listrik statis terjadi setelah adanya materi yang menjadi bermuatan karena proses gesekan (gosokan). Diistilahkan dengancharging by friction, atau menjadi bermuatan karena gesekan. Gesekan atau gosokan antara dua materi ini akan membuat electron dari atom materi yang satu berpindah ke atom materi yang lain, sehingga kedua materi menjadi bermuatan. Materi yang melepaskan elektronnya, menjadi bermuatan positif, sebaliknya bermuatan negatif. Jadi, perpindahan elektron pada peristiwa listrik statis terjadi karena proses gesekan atau gosokan.Setelah materi menjadi bermuatan listrik maka terjadilah peristiwa listrik statis, seperti penggaris plastik bermuatan menarik serpihan kertas. Penggaris plastik yang awalnya tidak bermuatan atau netral digosok-gosok dengan kain wol, elektron-elektron yang ada pada kain wol akan berpindah ke penggaris plastik tersebut. Akibatnya, penggaris plastik disebut sebagai benda yang bermuatan listrik negatif. Ketika penggaris tersebut didekatkan ke sobekan kertas, sobekan kertas akan tertarik oleh penggaris. Hal tersebut menunjukkan bahwa benda yang bermuatan listrik negatif dapat menarik benda-benda ringan di sekitarnya yang bermuatan listrik positif.
Selain penggaris plastik, contoh peristiwa listrik statis yang lain adalah rambut panjang berdiri saat menyentuh kubah generator Van de graff, terjadinya petir dengan kilat cahaya disertai suara guruh, dan sebagainya. Pada hakikatnya fenomena listrik statis ini terjadi sebagai upaya pelepasan muatan (discharge) dari materinya yang bermuatan listrik untuk kembali menjadi netral.
Manfaat/Penerapan Listrik Statis
Penerapan listrik statis sudah dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Penerapan tersebut mendatangkan manfaat bagi kehidupan manusia. Berikut ini beberapa contoh penerapan dari listrik statis:1. Alat Penggumpal Asap untuk Mengurangi Polusi
Pada tahun 1906, seorang kimiawan Amerika, Frederick Gardner Cottrel, berhasil menemukan suatu alat yang berfungsi untuk menggumpalkan asap yang keluar dari cerobong asam pabrik sehingga dapat menekan polusi udara. Alat sederhana ini bekerja berdasarkan prinsip gaya Coulomb dan induksi muatan. Caranya adalah dengan memasang dua logam yang mempunyai muatan besar tetapi berlawanan tanda pada cerobong asap pabrik. Partikel asap yang mengalir melewati cerobong akan terinduksi sehingga memiliki muatan induksi. Muatan yang dihasilkan ada yang positif dan ada yang negatif. Partikel asap tersebut akan tarik menarik sehingga membentuk partikel yang lebih besar dan berat. Bertambahnya berat partikel mengakibatkan partikel tidak ikut mengalir ke atas bersama asap. Partikel itu akan jatuh di dasar cerobong.
2. Pengecatan Mobil
Pada saat cat disemprot, butiran halus cat akan memiliki muatan karena bergesekan dengan udara. Permukaan mobil yang akan dicat diberi muatan yang berlawanan dengan muatan butir-butir cat agar butiran cat dapat tertarik ke permukaan mobil tersebut. Cara ini sangat efektif diterapkan pada permukaan yang tidak rata. Hal ini terjadi karena butir cat menempel dengan mengikuti medan listrik yang ada. Akibatnya, butir-butir cat akan menutupi semua permukaan mobil yang mungkin tersembunyi dari semprotan cat. Dengan demikian, cara ini dapat menghasilkan hasil pengecatan yang rata dan menjangkau tempat yang tersembunyi.
3. Mesin Fotokopi
Mesin fotokopi memiliki bagian utama berupa pelat foto konduktif. Pelat ini tidak mampu menghantarkan listrik ketika berada dalam ruang yang gelap. Pelat konduktif ini baru akan menghantarkan listrik jika dikenai cahaya. Mula-mula pelat foto konduktif diinduksi dengan menggerakkan kawat bermuatan listrik negative di sepanjang permukaannya. Dengan begitu, di permukaan pelat foto itu akan terbentuk muatan induksi yang bermuatan positif. Ketika kertas yang akan difotokopi disinari, pantulan cahaya mengenai pelat foto konduktif yang telah mengandung muatan induksi. Akibatnya, terbentuk muatan listrik persis seperti pada kertas yang akan dikopi. Kemudian, tinta yang bermuatan negatif disemprotkan pada pelat. Selanjutnya, tinta itu dipindahkan ke kertas lain untuk membuat fotokopinya. Ketas ini dipanaskan agar tinta menempel kuat.
Bahaya Listrik Statis
Selain memiliki manfaat, ternyata listrik statis juga dapat mendatangkan bahaya akibat aktivitasnya. Misalnya, seperti yang terjadi petir dan kebakaran atau ledakan tangki minyak. Berikut ini penjelasannya mengapa sehingga terjadi seperti itu:1. Petir (Halilintar)
Udara panas yang naik ke langit saat hari sedang cerah dapat mengandung muatan. Muatan ini akan diberikan ke butiran air di awan. Jika melintas di atas gedung, awan bermutan negatif besar menimbulkan induksi pada atap gedung. Karena muatan induksi berlawanan dengan muatan awan, mengakibatkan tarik-menarik antara keduanya. Jika kedua muatan ini sangat besar, maka akan menimbulkan aliran elektron dalam jumlah banyak ke atap gedung. Aliran itu berbentuk loncatan bunga api listrik yang disebut petir. Petir selalu mencari jalan tersingkat untuk sampai ke bumi. Dengan begitu, muatan listrik yang dikandung awan mendung dapat ternetralkan. Olehnya itu, gedung tinggi, pepohonan, dan bahkan orang yang berdiri ditengah lapangan saat hujan dapat menjadi sasaran petir.2. Kebakaran/Ledakan Tangki Minyak
Tangki minyak ketika dalam keadaan kosong akan mengandung banyak uap gas yang rentan terbakar. Uap ini dapat meledak atau terbakar jika ada loncatan bunga api yang ditimbulkan aktivitas listrik statis. Olehnya itu, orang yang bekerja di dalam atau dekat tangki harus memakai pakaian khusus anti listrik statis.Baca juga materi kelistrikan lainnya:
Penjelasan tentang pengertian listrik statis dan contohnya dapat kamu baca diartikel ini. Listrik statis, mungkin kita sering mendengar istilah tersebut baik disekolah maupun dilingkungan sekitar kita dan mungkin juga hanya sebagian orang yang tahu apa itu yang dimaksud dengan listrik statis. Tujuan artikel ini ditulis untuk memberikan pemahaman atau penjelasan bagi kamu yang belum mengetahui tentang listrik statis, berikut ini artikelnya:
A. Penjelasan tentang listrik statis
Listrik statis adalah suatu kumpulan muatan listrik dalam jumlah tertentu yang tidak mengalir atau tetap (statis), tapi jika terjadi pengosongan muatan akan memakan waktu yang cukup singkat. Atau definisi listrik statis yang lainnya yaitu suatu fenomena kelistrikan yang dimana muatan listriknya tidak bergerak dan biasanya terdapat pada benda yang bermuatan listrik.
Dapat dikatakan juga listrik statis timbul karena adanya fenomena dimana benda-benda yang memiliki aliran listrik saling berpautan tanpa adanya sumber daya listrik atau dengan kata lain benda tersebut dapat menghasilkan proton maupun elektron tanpa menggunakan elemen pembangkit energi listrik. Listrik statis dapat ditimbulkan oleh dua benda yang memiliki muatan listrik berbeda.
Petir salah satu contoh dari fenomena listrik statis.
Apa itu proton dan elektron? Muatan listrik ada 2 macam diantaranya muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron). Benda yang memiliki muatan positif dan negatifnya sama disebut dengan benda netral. Ada juga benda yang memiliki muatan positif dan muatan negatif. Benda disebut bermuatan positif jika benda tersebut memiliki jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektorn, lalu benda disebut bermuatan negatif jika benda tersebut memiliki jumlah elektorn lebih banyak daripada jumlah proton.
Salah satu contoh peristiwa timbulnya listrik statis yaitu penggaris plastik yang digosok-gosokanan pada rambut kering, lalu di dekatkan pada kertas yang sudah dirobek kecil-kecil maka kertas tersebut akan tertarik oleh penggaris jadi seolah-olah penggaris seperti magnet yang dapat menarik benda, padahal itu merupakan adanya listrik statis. Kenapa bisa seperti itu? sebab serpihan kertas yang asalnya bermuatan netral akan terinduksi akibat tertarik muatan negatif yang terdapat pada penggaris.
Listrik statis pada penggaris sehingga dapat menarik sobekan kertas.
Bagaimana jika dua benda yang bermuatan didekatkan? Maka akan timbul 2 kemungkinan, benda akan tolak menolak jika memiliki muatan yang sama dan benda akan tarik menarik jika memiliki muatan yang berbeda.
Baca juga: Sekilas pengertian listrik dinamis dan contohnya.
B. Contoh lain peristiwa listrik statis
Adapun beberapa contoh lain dari listrik statis yang dapat ditemui dalam rutinitas sehari-hari, yang diantaranya sebagai berikut ini:
- Yang pertama, saat kita menyisir rambut maka tanpa kita sadari terkadang rambut kita akan terbawa berdiri sendiri siring dengan gerakan sisir. Hal seperti ini dapat terjadi karena adanya interaksi muatan antara sisir dengan rambut kita.
- Yang ketiga, kain sutra yang digoso-gosok pada batang kaca. Pada peristiwa ini benda tersebut akan bereaksi saling tarik-menarik. Kenapa bisa seperti itu? setelah keduanya saling digosok-gosokan akan terjadi loncatan elektron dari batang kaca ke kain sutera sehingga mengakibatkan batang kaca bermuatan positif sedangkan kain sutera bermuatan negatif, hal ini hampir sama seperti pada penggaris yang digosok-gosokan pada rambut.
- Yang keempat, penggaris plastik yang digosok-gosokan pada kain woll. Kedua benda tersebut umumnya memiliki muatan netral, tapi saat keduanya digosok-gosokan akan terjadi loncatan elektron yang berasal dari kain woll ke penggaris plastik dan penggaris plastik menjadi bermuatan negatif sedangkan kain woll menjadi bermuatan positif.
- Yang kelima, Ketika mendekatkan tangan ke layar TV yang baru dimatikan. Pada peristiwa ini jika di perhatikan bulu-bulu atau rambut yang ada pada tangan akan berdiri, hal seperti itu diakibatkan karena adanya listrik statis.
Itulah beberapa contoh listrik statis, sebenarnya masih banyak lagi peristiwa yang dapat menimbulkan listrik statis yang ada di sekitar kita seperti mislnya fenomena timbulnya petir saat hujan badai dan lain-lain.
Interaksi Muatan-Muatan
Muatan yang sejenis akan saling tolak (plus dengan plus, minus dengan minus)
Muatan yang berlawanan jenis akan saling tarik(plus dengan minus)
Muatan yang sejenis akan saling tolak (plus dengan plus, minus dengan minus)
Muatan yang berlawanan jenis akan saling tarik(plus dengan minus)
Besar gaya tarik atau gaya tolak tersebut bisa ditemukan dengan rumus berikut:
 |
Dimana
F = gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak dalam satuan newton (N)
q1 = besar muatan pertama dalam satuan coulomb (C)
q2 = besar muatan kedua dalam satuan coulomb (C)
k = konstanta gaya coulomb yang nilainya 9 x 109 dalam satuan yang standar
Catatan
- 1μC = 10−6 C = 0,000001 C (sepersejuta)
- Jika menjumpai muatan negatif, tidak perlu diikutkan tanda minusnya dalam perhitungan.
Muatan Bahan-Bahan
Sebaiknya dihafal saja, muatan-muatan dari interaksi berbagai kombinasi (gosok-menggosok) bahan berikut:
| Bahan-bahan | Hasil | Proses |
| Kaca - Kain Sutera | Kaca (+), Sutera (−) | Elektron dari kaca berpindah ke kain sutera |
| Mistar plastik - Kain wool | Mistar plastik (−), Kain wool (+) | Elektron dari kain wool berpindah ke mistar plastik |
| Sisir - Rambut Manusia | Sisir (−), Rambut Manusia (+) | Elektron dari rambut manusia berpindah ke sisir |
| Penggaris/mistar plastik - Rambut manusia | Penggaris (−), Rambut Manusia (+) | Elektron dari rambut manusia berpindah ke penggaris |
| Balon - Kain Wool | Balon (−), Kain Wool (+) | Elektron dari kain wool berpindah ke balon |
| Ebonit - Kain Wool | Ebonit (−), Kain Wool (+) | Elektron dari kain wool berpindah ke ebonit |
Kesimpulan dari tabel diatas (TERBATAS UNTUK BAHAN-BAHAN TERSEBUT saja) :
-Bahan yang digosok , (yang sebelah kiri) semuanya menjadi negatif , kecuali kaca.
-Bahan yang digosok , (yang sebelah kiri) semuanya menjadi negatif , kecuali kaca.
Elektron dari kaca berpindah ke kain sutera bisa juga dibahasakan, kain sutera mendapatkan tambahan elektron dari kaca, elektron dari kain wool berpindah ke mistar plastik bisa juga di katakan, mistar plastik mendapatkan tambahan elektron dari kain wool dan seterusnya.
Yang belum tahu ebonit, sedikit informasi, ebonit itu sebangsa karet vulkanisir yang teksturnya keras. Dibuat dari karet yang dicampur dengan belerang atau sulfur, banyak dipakai diperalatan listrik sebagai isolator atau bahan penyekat.
Elektroskop
Berikut ilustrasi saat sebuah elektroskop netral di dekati oleh benda bermuatan negatif.
Ilustrasi saat sebuah elektroskop masih netral, intinya adalah jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, baik di kepala (atas) maupun di daun kaki (bawah).
Sebuah benda bermuatan negatif kemudian didekatkan ke elektroskop.
Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif dari kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop kemudian menjauh jalan-jalan ke bawah /kaki.
Akibatnya, daun kaki yang tadinya netral, seimbang jumlah plus minusnya, sekarang menjadi menjadi lebih banyak muatan negatifnya, akhirnya kaki elektroskop akan terbuka akibat gaya tolak menolak muatan negatif di kaki kiri dan kanan elektroskop.
Berikut ilustrasi saat sebuah elektroskop netral di dekati oleh benda bermuatan negatif.
Ilustrasi saat sebuah elektroskop masih netral, intinya adalah jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, baik di kepala (atas) maupun di daun kaki (bawah).
Sebuah benda bermuatan negatif kemudian didekatkan ke elektroskop.
Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif dari kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop kemudian menjauh jalan-jalan ke bawah /kaki.
Akibatnya, daun kaki yang tadinya netral, seimbang jumlah plus minusnya, sekarang menjadi menjadi lebih banyak muatan negatifnya, akhirnya kaki elektroskop akan terbuka akibat gaya tolak menolak muatan negatif di kaki kiri dan kanan elektroskop.
Bagamana jika elektroskop kondisi awalnya tidak netral, tapi sudah bermuatan positif atau negatif terlebih dahulu?
Kita coba terapkan pada soal berikut, dari soal Ebtanas IPA tahun 1990 (dah lahir beluum,..)
Kita coba terapkan pada soal berikut, dari soal Ebtanas IPA tahun 1990 (dah lahir beluum,..)
- Gambar manakah yang benar untuk sebuah benda bermuatan listrik negatif didekatkan pada elektroskop bermuatan listrik positif?
Ntar kita jawab jg di sini, yang jelas antara B atau C krn bagian kepala musti positif, skrg diskusikan dulu ya,..elektroskop positif itu yang seperti apa dan bagaimana sebuah elektroskop bisa menjadi bermuatan positif.
Contoh-Contoh Soal Teori dan Hitungan di Listrik Statis 9 SMP
Soal No. 1
Dua buah muatan masing-masing q1 = 6 μC dan q2 = 12 μC terpisah sejauh 30 cm. Tentukan besar gaya yang terjadi antara dua buah muatan tersebut, gunakan tetapan k = 9 x 109 dalam satuan standar!
Pembahasan
Data dari soal:
q1 = 6μC = 6 x 10−6 C
q2 = 12μC = 12 x 10−6 C
r = 30 cm = 0,3 m = 3 x 10−1 meter
F = ....?
Dari rumus gaya coulomb didapatkan
Soal No. 2
Dua buah muatan listrik memiliki besar yang sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi adalah 1,6 C 1,6 N, tentukan jarak pisah kedua muatan tersebut!
Pembahasan
Data :
q1 = 6μC = 6 x 10−6 C
q2 = 6μC = 6 x 10−6 C
F = 1,6 C 1,6 N
r =....?
Gunakan rumus yang sama dari soal nomor 1
Soal No. 1
Dua buah muatan masing-masing q1 = 6 μC dan q2 = 12 μC terpisah sejauh 30 cm. Tentukan besar gaya yang terjadi antara dua buah muatan tersebut, gunakan tetapan k = 9 x 109 dalam satuan standar!
Pembahasan
Data dari soal:
q1 = 6μC = 6 x 10−6 C
q2 = 12μC = 12 x 10−6 C
r = 30 cm = 0,3 m = 3 x 10−1 meter
F = ....?
Dari rumus gaya coulomb didapatkan
Soal No. 2
Dua buah muatan listrik memiliki besar yang sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi adalah 1,6 C 1,6 N, tentukan jarak pisah kedua muatan tersebut!
Pembahasan
Data :
q1 = 6μC = 6 x 10−6 C
q2 = 6μC = 6 x 10−6 C
F = 1,6 C 1,6 N
r =....?
Gunakan rumus yang sama dari soal nomor 1
Salah rupanya,..kita coba sekali lagi,..
Jarak kedua muatan dalam centimeter adalah 45 cm. (Thanks to sahs & raqib atas koreksinya,...)
Soal No. 3
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/3 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F
Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (1/3)2 adalah 1/9 kemudian dibalik menjadi 9/1 atau 9 saja. Jadi jawabannya adalah menjadi 9 F
Kenapa tiba2 begitu?
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/3 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F
Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (1/3)2 adalah 1/9 kemudian dibalik menjadi 9/1 atau 9 saja. Jadi jawabannya adalah menjadi 9 F
Kenapa tiba2 begitu?
Jalan panjangnya seperti berikut ya:
Rumus dasar yang digunakan adalah ini
Untuk keadaan mula-mula, gayanya dikasih nama F1, dimana F1 nanti besarnya sama dengan F saja. Untuk keadaan kedua (saat jaraknya dijadikan 1/3 semula) gayanya dinamakan F2.
Jika dibandingkan, kedua gaya tadi maka
kQ1Q2 nya bisa dicoret saja, bukan berarti jadi nol, tapi diganti angka satu di bekas bagian yang dicoret.
Susun lagi yang bagus, pindahkan F1 ke ruas kanan, kita dapat rumus jadi untuk kasus2 seperti soal ini.
Saatnya dimasukkan datanya, r1 bisa dicoret, hingga diperoleh
Nomor 4 dikerjakan dengan cara yang sama jika menghendaki jalan panjangnya.
Soal No. 4
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F
Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (4)2 adalah 16 atau dalam pecahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Jadi jawabannya adalah menjadi 1/16 F
Soal No. 5
Titik A dan titik B mempunyai beda potensial listrik sebesar 12 volt. Tentukan energi yang diperlukan untuk membawa muatan listrik 6μ Coulomb dari satu titik A ke titik B!
Pembahasan
Berikut rumus untuk menentukan jumlah energi yang diperlukan untuk membawa atau memindahkan muatan antara dua buah titik:
W = Q × ΔV
dimana:
W = energi atau usaha yang diperlukan dalam satuan joule (J)
Q = besar muatan dalam satuan Coulomb (C)
Δ V = beda potensial atau selisih potensial antara dua titik dalam satuan volt (V)
Sehingga:
W = Q × ΔV
W = 6μC × 12 volt = 72 μJ
Soal No. 6
Dua buah partikel bermuatan listrik didekatkan pada jarak tertentu hingga timbul gaya sebesar F. Jika besar muatan listrik partikel pertama dijadikan 1/2 kali muatan semula dan besar muatan partikel kedua dijadikan 8 kali semula maka gaya yang timbul menjadi....
A. 0,5 F
B. 4 F
C. 8,5 F
D. 16 F
Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas, terlihat besarnya gaya sebanding dengan besar perkalian kedua muatan. Sehingga tinggal dikalikan saja 1/2 × 8 = 4 . Jadi hasilnya adalah B. 4 F
Rumus dasar yang digunakan adalah ini
Untuk keadaan mula-mula, gayanya dikasih nama F1, dimana F1 nanti besarnya sama dengan F saja. Untuk keadaan kedua (saat jaraknya dijadikan 1/3 semula) gayanya dinamakan F2.
Jika dibandingkan, kedua gaya tadi maka
kQ1Q2 nya bisa dicoret saja, bukan berarti jadi nol, tapi diganti angka satu di bekas bagian yang dicoret.
Susun lagi yang bagus, pindahkan F1 ke ruas kanan, kita dapat rumus jadi untuk kasus2 seperti soal ini.
Saatnya dimasukkan datanya, r1 bisa dicoret, hingga diperoleh
Nomor 4 dikerjakan dengan cara yang sama jika menghendaki jalan panjangnya.
Soal No. 4
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F
Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (4)2 adalah 16 atau dalam pecahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Jadi jawabannya adalah menjadi 1/16 F
Soal No. 5
Titik A dan titik B mempunyai beda potensial listrik sebesar 12 volt. Tentukan energi yang diperlukan untuk membawa muatan listrik 6μ Coulomb dari satu titik A ke titik B!
Pembahasan
Berikut rumus untuk menentukan jumlah energi yang diperlukan untuk membawa atau memindahkan muatan antara dua buah titik:
W = Q × ΔV
dimana:
W = energi atau usaha yang diperlukan dalam satuan joule (J)
Q = besar muatan dalam satuan Coulomb (C)
Δ V = beda potensial atau selisih potensial antara dua titik dalam satuan volt (V)
Sehingga:
W = Q × ΔV
W = 6μC × 12 volt = 72 μJ
Soal No. 6
Dua buah partikel bermuatan listrik didekatkan pada jarak tertentu hingga timbul gaya sebesar F. Jika besar muatan listrik partikel pertama dijadikan 1/2 kali muatan semula dan besar muatan partikel kedua dijadikan 8 kali semula maka gaya yang timbul menjadi....
A. 0,5 F
B. 4 F
C. 8,5 F
D. 16 F
Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas, terlihat besarnya gaya sebanding dengan besar perkalian kedua muatan. Sehingga tinggal dikalikan saja 1/2 × 8 = 4 . Jadi hasilnya adalah B. 4 F
Soal No. 7
Kaca yang digosokkan kain sutera akan bermuatan positif. Hal ini terjadi karena...
A. elektron berpindah dari kain sutera ke kaca
B. elektron berpindah dari kaca ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke kaca
D. proton berpindah dari kaca ke kain sutera
(Ebtanas 2003)
Pembahasan
Muatan kaca positif karena elektron dari kaca berpindah ke kain sutera.
Soal No. 8
Sepotong ebonit akan bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol, karena...
A. muatan positif dari ebonit pindah ke wol
B. elektron dari wol pindah ke ebonit
C. muatan positif dari wol pindah ke ebonit
D. elektron dari ebonit pindah ke wol
(Ebtanas 1991)
Pembahasan
Ebonit menjadi negatif karena elektron dari kain wol pindah ke ebonit.
Soal No. 9
Perhatikan gambar berikut!
Nomor atom dan nomor massa pada model atom di samping adalah...
A. 2 dan 4
B. 6 dan 4
C. 4 dan 2
D. 4 dan 6
(Ebtanas 1993)
Pembahasan
Untuk atom netral berlaku ketentuan berikut:
Nomor atom = jumlah proton
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron
Dari gambar, jumlah proton (yang +) ada 2, jumlah netron (yang netral) ada 2 sehingga:
Nomor atom = jumlah proton = 2
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = 2 + 2 = 4
Soal No. 10
Perhatikan gambar penggaris plastik digosok kain wol berikut!
Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, maka aliran elektron dan muatan yang terjadi pada penggaris plastik adalah...
Kaca yang digosokkan kain sutera akan bermuatan positif. Hal ini terjadi karena...
A. elektron berpindah dari kain sutera ke kaca
B. elektron berpindah dari kaca ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke kaca
D. proton berpindah dari kaca ke kain sutera
(Ebtanas 2003)
Pembahasan
Muatan kaca positif karena elektron dari kaca berpindah ke kain sutera.
Soal No. 8
Sepotong ebonit akan bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol, karena...
A. muatan positif dari ebonit pindah ke wol
B. elektron dari wol pindah ke ebonit
C. muatan positif dari wol pindah ke ebonit
D. elektron dari ebonit pindah ke wol
(Ebtanas 1991)
Pembahasan
Ebonit menjadi negatif karena elektron dari kain wol pindah ke ebonit.
Soal No. 9
Perhatikan gambar berikut!
Nomor atom dan nomor massa pada model atom di samping adalah...
A. 2 dan 4
B. 6 dan 4
C. 4 dan 2
D. 4 dan 6
(Ebtanas 1993)
Pembahasan
Untuk atom netral berlaku ketentuan berikut:
Nomor atom = jumlah proton
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron
Dari gambar, jumlah proton (yang +) ada 2, jumlah netron (yang netral) ada 2 sehingga:
Nomor atom = jumlah proton = 2
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = 2 + 2 = 4
Soal No. 10
Perhatikan gambar penggaris plastik digosok kain wol berikut!
Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, maka aliran elektron dan muatan yang terjadi pada penggaris plastik adalah...
| . | Aliran elektron | Penggaris plastik bermuatan |
| A | dari penggaris plastik ke wool | (−) |
| B | dari penggaris plastik ke wool | (+) |
| C | dari wool ke penggaris plastik | (+) |
| D | dari wool ke penggaris plastik | (−) |
(Dari UN IPA Fisika SMP 2012)
Pembahasan
Tengok tabel di atas, setelah di gosok kain wool, penggaris plastik jadi negatif. Aliran elektron dari kain wool ke penggaris plastik.
Bank Soal Semester Listrik Statis 9 SMP
Tengok tabel di atas, setelah di gosok kain wool, penggaris plastik jadi negatif. Aliran elektron dari kain wool ke penggaris plastik.
Bank Soal Semester Listrik Statis 9 SMP
Soal No. 11
Dari tiap-tiap pasangan objek bermuatan berikut ini, tentukan objek yang memiliki potensial listrik lebih tinggi!
Pembahasan
(i) Positif dengan positif, yang lebih BANYAK jumlah tanda positifnya lebih tinggi. -> A lebih tinggi
(ii) Positif dengan negatif, yang lebih tinggi ya yang positif -> A lebih tinggi
(iii) Negatif dengan negatif, yang lebih SEDIKIT jumlah tanda negatifnya lebih tinggi -> B lebih tinggi
Dari tiap-tiap pasangan objek bermuatan berikut ini, tentukan objek yang memiliki potensial listrik lebih tinggi!
Pembahasan
(i) Positif dengan positif, yang lebih BANYAK jumlah tanda positifnya lebih tinggi. -> A lebih tinggi
(ii) Positif dengan negatif, yang lebih tinggi ya yang positif -> A lebih tinggi
(iii) Negatif dengan negatif, yang lebih SEDIKIT jumlah tanda negatifnya lebih tinggi -> B lebih tinggi
Soal No. 12
Dua buah benda bermuatan listrik ditunjukkan gambar berikut ini.
Jika kedua benda dihubungkan dengan seutas kawat konduktor, tentukan arah aliran elektron yang terjadi!
Pembahasan
Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi. Lain dengan perjanjian arah arus listrik ya,..Kalo arah arus listrik dari potensial lebih tinggi ke rendah, jadi jangan terbalik ya,..
Jadi arah aliran elektron dari benda B ke benda A.
Dua buah benda bermuatan listrik ditunjukkan gambar berikut ini.
Jika kedua benda dihubungkan dengan seutas kawat konduktor, tentukan arah aliran elektron yang terjadi!
Pembahasan
Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi. Lain dengan perjanjian arah arus listrik ya,..Kalo arah arus listrik dari potensial lebih tinggi ke rendah, jadi jangan terbalik ya,..
Jadi arah aliran elektron dari benda B ke benda A.
Berikut dua soal dari UN IPA SMP/MTs tahun 2014 lalu, tabel di atas nampaknya masih relevan untuk menjawab soal-soal tersebut di bawah:
Soal No. 13
Kaca yang digosok dengan sutera akan terjadi proses pemuatan listrik pada kaca maupun sutera. Pada tabel berikut ini penjelasan yang benar adalah....
Kaca yang digosok dengan sutera akan terjadi proses pemuatan listrik pada kaca maupun sutera. Pada tabel berikut ini penjelasan yang benar adalah....
| . |
Kehilangan Elektron
| Menerima Elektron | Muatan Listrik | |
|---|---|---|---|---|
| Positif | Negatif | |||
| A. | kaca | sutera | kaca | sutera |
| B. | sutera | kaca | kaca | sutera |
| C. | kaca | sutera | sutera | kaca |
| B. | sutera | kaca | sutera | kaca |
(UN IPA SMP Tahun 2014)
Soal No. 14
Setelah kaca digosok-gosok dengan kain sutera, kaca bermuatan listrik. Proses terjadinya muatan listrik pada benda-benda tersebut ditunjukkan oleh....
| Option | Kaca | Kain Sutera | Muatan kaca |
| A | Melepas proton | Menerima proton | Negatif |
| B | Menerima proton | Melepas proton | Positif |
| C | Menerima elektron | Melepas elektron | Negatif |
| D | Melepas elektron | Menerima elektron | Positif |
(UN IPA SMP Tahun 2014)
