LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI KELAS 9 SEMESTER GANJIL
LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI KELAS 9 SEMESTER GANJIL
Pertemuan ke 9 kelas 9
Tgl : 15 Oktober 2020
Inti atom
Partikel-partikel penyusun suatu atom:
Elektron → bermuatan negatif
Proton→ bermuatan positif
Neutron→ tidak bermuatan
Inti atom terdiri dari proton dan neutron, sementara elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan tertentu.
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)
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.
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.
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.
- Gambar manakah yang benar untuk sebuah benda bermuatan listrik negatif didekatkan pada elektroskop bermuatan listrik positif?
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.
Induksi Muatan Listrik
Medan Listrik
Konduktor dan Isolator
- Definisi isolator adalah suatu bahan yang tidak bisa atau susah untuk mengantarkan listrik, sebagai contoh adalah karet, plastik, dll
Potensial Listrik
Berikut 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 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 N
r =....?
Gunakan rumus yang sama dari soal nomor 1
Jarak kedua muatan dalam centimeter adalah 45 cm.
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?
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
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
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
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
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 |
(−) |
Pembahasan
Lihat tabel di atas, setelah di gosok kain wool, penggaris plastik
jadi negatif. Aliran elektron dari kain wool ke penggaris plastik.
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
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.
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....
| . |
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 |
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 |
Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)
Nama :
Kelas :
Kerjakan di buku latihan mu!
Soal nomor 1
Bagian atom yang bermuatan positif adalah ……
A. proton
B. neutron
C. elektron
D. inti
Soal nomor 2
Pada benda yang bermuatan listrik negatif keadaannya adalah …….
A. jumlah elektron > Jumlah proton
B. jumlah elektron < Jumlah proton
C. jumlah elektron = Jumlah proton
D. tidak memiliki proton
Soal nomor 3
Benda yang kelebihan elektron akan bermuatan ….
A. negatif
B. positif
C. netral
D. positron
Soal nomor 4
Inti atom terdiri atas ….
A. proton dan elektron
B. proton dan neutron
C. neutron dan elektron
D. proton, neutron, dan elektron
Di dalam memindahkan muatan sebesar 50 C diperlukan energi sebesar 10 Joule. Energi potensialnya adalah ….
A. 500 V
B. 60 V
C. 0,5 V
D. 0,2 V
Soal nomor 6
Sebuah ebonit digosok dengan kain wol akan menjadi bermuatan …..
A. positif, karena proton pindah dari wol ke ebonit
B. negatif, karena elektron pindah dari wol ke ebonit
C. netral, karena elektron pindah dari ebonit ke wol
D. tidak bermuatan, karena elektron pindah dari wol
Benda A bermuatan positif dan benda B bermuatan negatif. Jika kedua benda saling berdekatan maka ….
A. benda A dan B tidak terjadi interaksi
B. benda A dan B akan tolak-menolak
C. benda A menolak benda B
D. benda A dan B akan tarik menarik
Soal nomor 8
Berikut ini yang bukan gejala listrik statis adalah ….
A. balon menempel di dinding setelah di gosokkan ke rambut
B. bulu badan tertarik oleh pakaian yang baru saja disetrika
C. kedua telapak tangan terasa panas setelah saling di gosokkan
D. ujung sisir mampu menarik serpihan kertas setelah di gunakan untuk bersisir
Soal nomor 9
Kaca yang pada awalnya netral, setelah digosok dengan kain sutra akan ….
A. kekurangan elektron
B. kelebihan elektron
C. mempunyai jumlah elektron dan proton sama
D. kekurangan neutron
Soal nomor 10
Dua benda bermuatan masing-masing 3 x 10-6C dan 1 x 10-6C. Jarak dua muatan tersebut adalah 30 cm. maka gaya yang dialami oleh kedua muatan adalah ….
A. 0,3 N
B. 3 N
C. 6 N
D. 9 N
___________
foto dan kirim ke WA atau Email ibu
email : siahaansari6@gmail.com
Komentar
Posting Komentar