LISTRIK STATIS

MAPEL   :  IPA

KELAS   :  9

MATERI   : LISTRIK STATIS

PERTEMUAN   :  KE 1

GURU PENGAMPU   :  SEPTYANA FORI

WAKTU PEMBELAJARAN   : KAMIS, 10  OKTOBER 2024

KD  :  3.4 siswa mampu menerapkan konsep rangkaian listrik, energi dan daya listrik, sumber energi listrik dalam kehidupan sehari-hari temasuk sumber energi listrik alternatif

TUJUAN   :  Siswa dapat memahami tentang:

                      - Konsep listrik statis

                      - daya listrik 

                      - Sumber energi listrik danimfuls listrik pada saraf  manusia

                      - Hewan-hewan yang memiliki daya listri

 

Alhamdulilah hari ini, kita bisa bertemu dalam pembelajaran IPA . Semoga dalam proses pembelajaran kita diberikan kemudahan dalam pemahaman amin …

Sebelum memasuki materi hari ini,  tak lupa ibu ingatkan untuk melaksanakan sholat dhuha dan marojaah .

Perkembangbiakan hewan dan tumbuhan untuk memperbanyak hasil dari hewan dan tumbuhan untuk memenuhi kebutu7han manusia

Agar kita terhindar dari penyakit reproduksi sebaiknya kita harus menjaga kebersihan, tidur teratur, tidak merokok, dan berolah raga  

Materi

Listrik Statis

Perpindahan muatan ini terjadi karena adanya dua buah benda yang saling bergesekan. Sebagaimana debu yang terbang bersama udara bergesek dengan permukaan layar TV. Dari gesekan tersebutlah, terjadi perpindahan muatan elektron.

ketika muatan elektron berpindah, kedua benda bisa mengalami kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif. Juga kekurangan elektron sehingga bermuatan positif. Karena ada perbedaan sifat muatan inilah, kedua benda berujung saling tarik-menarik,

Apa bedanya dengan listrik dinamis? Adapun perbedaan listrik statis dan dinamis yakni listrik statis cenderung diam atau tidak bergerak sedangkan listrik dinamis dapat bergerak atau mengalir. 

coba kita lakukan percobaan,  Sekarang coba ambil penggaris plastik lalu gosokkan ke rambut. Ketika penggaris plastik digosokkan ke rambut, akan terjadi perpindahan elektron dari rambut ke penggaris. Sehingga penggaris plastik menjadi bermuatan listrik. Nah, muatan listrik pada penggaris ini tidak akan mengalir sehingga disebut listrik statis. 

Sekarang coba dekatkan penggaris tersebut ke potongan kertas kecil-kecil. Apa yang terjadi? potongan kertas akan menempel pada penggaris plastik karena terjadi perpindahan muatan listrik. 

Namun, ini hanya berlangsung sementara Setelah muatan listrik pada penggaris plastik dan potongan kertas itu sama, maka kedua benda tersebut akan tolak menolak. Akibatnya, potongan kertas akan terlepas dari penggaris.

listrik dinamis terjadi aliran muatan listrik. Contohnya, saat menekan saklar pada posisi ON, maka akan terjadi aliran listrik yang menyebabkan lampu menyala. Tapi, ketika menekan saklar dalam posisi OFF,  maka lampu akan mati karena aliran listriknya terhenti.  

Contoh Gejala Listrik Statis di Dalam Kehidupan

Di dalam kehidupan sehari-hari, terdapat beberapa gejala listrik statis. , berikut ini merupakan beberapa contohnya:

• Terjadinya petir

apa sih hubungan listrik statis dengan petir?

Petir merupakan salah satu contoh listrik statis. (Dok. Unsplash)

Jadi, petir bisa terjadi karena adanya perpindahan elektron Ketika langit dalam keadaan kelebihan elektron, maka petir pun muncul mengarah ke daerah yang elektronnya lebih sedikit.

Agar kelebihan elektron tersebut segera tersalurkan, akhirnya petir mencari objek yang paling dekat dengan awan, kan? Itulah sebabnya mengapa petir suka banget menyambar pada benda-benda tinggi. bisa dikatakan kalau petir merupakan salah satu contoh bahaya listrik statis. 

• Debu pada layar televisi

Sekarang, perhatikan televisi yang ada di rumah yakin pasti akan menemukan banyak debu yang menempel di sana. 

Seperti yang udah sempat singgung, menempelnya debu pada layar TV merupakan salah satu contoh fenomena listrik statis. 

Jadi, debu tersebut bisa menempel pada layar TV karena debu tersebut ditarik oleh muatan elektron yang ada pada layar TV

Ini sama halnya dengan penggaris plastik yang bermuatan negatif dapat menarik potongan kertas. 

Manfaat Listrik Statis di Dalam Kehidupan

apa saja manfaat listrik statis dalam kehidupan kita? di bawah ini merupakan beberapa contoh manfaat listrik statis di dalam kehidupan sehari-hari.

• Pengecatan mobil

Di dalam kehidupan sehari-hari, listrik statis sering dimanfaatkan untuk pengecatan mobil. Pada saat cat disemprotkan, butiran halus yang ada pada cat akan bergesekkan dengan udara sehingga memiliki muatan listrik. 

Sementara itu, permukaan mobil yang akan dicat akan diberikan muatan yang berlawanan dengan butiran cat. Sehingga, butiran-butiran cat tersebut dapat tertarik ke permukaan mobil dan menempel dengan sempurna.

• Printer laser

Printer laser memanfaatkan listrik statis. (Dok. Unsplash)

Salah satu pemanfaatan listrik statis dalam kehidupan sehari-hari terdapat pada printer laser. Jadi, pada saat photoreceptor drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser selanjutnya menggambar pada kertas yang bermuatan negatif. 

Cara Membuat Listrik Statis

Terdapat tiga cara membuat benda menjadi bermuatan listrik statis, yakni dengan cara induksi, konduksi, dan penggosokkan. 

• Induksi: Cara membuat listrik statis dengan mendekatkan benda bermuatan netral dengan benda lain yang sudah bermuatan.

• Konduksi: Cara membuat listrik statis dengan menempelkan benda bermuatan netral dengan benda lain yang sudah bermuatan. 

• Menggosok: Cara membuat listrik statis dengan cara menggosokkan dua buah benda. 

 

Muatan Listrik

lanjut ke pembahasan tentang muatan listrik,  Intinya, di dalam materi listrik statis itu kita membicarakan tentang suatu benda atau atom yang memiliki muatan listrik. 

Ilustrasi atom. (Arsip Zenius)

Inti atom tersusun atas dua macam partikel, yakni proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan/netral). Sementara itu, kulit atom tersusun atas partikel-partikel bermuatan negatif yang disebut elektron.

• Suatu atom dikatakan netral apabila jumlah proton dan elektronnya sama. 
• Suatu atom dikatakan bermuatan positif apabila jumlah protonnya lebih banyak dibanding elektron.
• Suatu atom dikatakan bermuatan negatif apabila jumlah protonnya lebih sedikit dibandingkan jumlah elektronnya. 

Rumus Listrik Statis

Di dalam listrik statis, ada beberapa rumus yang biasanya digunakan nih. Berikut merupakan rumus listrik statis yang perlu ketahui. 

1. Gaya Coulomb 

Ilustrasi gaya coulomb. (Arsip Zenius)

Berdasarkan gambar di atas, dua muatan listrik yang sejenis maupun tidak sejenis akan menimbulkan gaya listrik antara keduanya. 

besarnya gaya listrik yang terjadi antara dua benda yang bermuatan, dengan jarak benda disebut gaya coulomb. Di mana, muatan-muatan yang berlainan jenis akan tarik-menarik. Sedangkan, muatan yang sejenis akan tolak-menolak. 

Sehingga, besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak tersebut bisa dirumuskan melalui persamaan: 

Keterangan: 

F = gaya coulomb (N)

k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)

r = jarak antar muatan (m)

q1dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)

Charles Coulomb merupakan penemu hukum coulomb. (Dok. Wikimedia Commons)

2. Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitar partikel bermuatan listrik yang masih dipengaruhi gaya listrik (Gaya Coulomb).  suatu muatan itu dapat memancarkan medan listrik. 

Medan listrik dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini.

Ilustrasi muatan listrik positif dan negatif. (Arsip Zenius)

Untuk muatan positif, arah medan listrik bergerak keluar dari muatan sumber. Sebaliknya, kalau muatan negatif bergerak masuk ke dalam. 

Benda bermuatan yang menghasilkan medan listrik disebut muatan sumber. Sedangkan, muatan lain yang diletakkan dalam pengaruh medan listrik muatan sumber disebut sebagai muatan uji. Berikut ini merupakan rumus kuat medan listrik:

Atau:

Keterangan: 

E = kuat medan listrik (N/C)

F = gaya coulomb (N)

r = jarak muatan uji terhadap muatan sumber (m)

Q = besar muatan sumber (C)

q = besar muatan uji (C)

3. Potensial Listrik

Potensial listrik merupakan usaha per satuan muatan yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lainnya.besarnya potensial listrik di suatu titik dapat dihitung dengan rumus potensial listrik: 

Keterangan:

V = potensial listrik ( volt)

Q = muatan sumber (C)

k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)

r = jarak terhadap sumber muatan (m)

4. Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik merupakan energi atau usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya. Untuk menghitungnya bisa menggunakan rumus energi potensial seperti di bawah ini:

Keterangan:

Ep = energi potensial muatan uji 

k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)

r = jarak terhadap sumber muatan (m)

q1dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)

Contoh Soal Listrik Statis

1. Perbandingan potensial listrik pada dua titik yang jaraknya masing-masing r dan 3r dari sebuah benda bermuatan listrik Q adalah ….

A. 3 : 1

B. 1 : 3

C. 1 : 1

D. 9 : 1

E. 1 : 9

Jawaban dan Pembahasan:

Sehingga jawaban yang tepat adalah A.

 

 

2. Suatu benda dikatakan netral jika ….

A. Jumlah proton sama dengan elektron

B. Jumlah neutron sama dengan proton

C. Jumlah proton lebih banyak dari pada elektron

D. Jumlah elektron lebih banyak dari pada proton

E. Tidak ada yang benar

Jawaban dan Pembahasan:

Suatu benda dikatakan netral apabila jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Sehingga jawaban yang tepat adalah A.

Rumus Hukum Coulomb

Lalu, mungkin di antara kamu ada yang bertanya, bagaimana dengan gaya yang dihasilkan oleh masing-masing muatan? Dalam kasus di atas, berarti nilai F₁₂ dan F₂₁. Menurut Hukum Coulomb, gaya yang dihasilkan oleh interaksi dua muatan tersebut akan bernilai sama (F₁₂ = F₂₁). Besar gaya Coulomb antar dua muatan listrik dapat ditentukan menggunakan rumus berikut ini:

 

Nah, gaya Coulomb dipengaruhi oleh konstanta Coulomb (k) yang nilainya bergantung dengan permitivitas medium. Kalau kedua muatannya itu berada dalam medium udara, maka nilai konstanta Coulomb-nya adalah k≈ 9×10⁹N⋅m²/C².

 

Contoh Soal Hukum Coulomb

Untuk lebih memahami Hukum Coulomb, yuk kita bahas bersama contoh soal dibawah ini!

Dua buah titik A dan B berjarak 3 meter, masing-masing bermuatan listrik +4 x 10^-4 C dan -1 x 10^-4 C. Titik C terletak di antara A dan B, berjarak 2 meter dari A dan bemuatan listrik +3 x 10^-5 C. hitung besar gaya elektrostatis pada muatan di C!

Pembahasan:

Diketahui:

q_A = +4 x 10^-4 C

q_B = -1 x 10^-4 C

q_C = +3 x 10^-5 C

r_CA = 2 m

r_BA = 3m

Ditanya: F_C ?

Jawab:

EVALUASI:

Setelah kalian membaca materi diatas silahkan kalian kerjakan tugas ini:

Jelaskan pengertian tentang listrik statis dan beri contoh tentang listrik statis

Dikerjakan di buku latihan dan dikumpul

 

 

KESIMPULAN:

Cara Membuat Listrik Statis

Terdapat tiga cara membuat benda menjadi bermuatan listrik statis, yakni dengan cara induksi, konduksi, dan penggosokkan. 

• Induksi: Cara membuat listrik statis dengan mendekatkan benda bermuatan netral dengan benda lain yang sudah bermuatan.

• Konduksi: Cara membuat listrik statis dengan menempelkan benda bermuatan netral dengan benda lain yang sudah bermuatan. 

Menggosok: Cara membuat listrik statis dengan cara menggosok dua buah benda

 

REFERENSI

- https://www.ruangguru.com/blog/pengertian-hukum-coulomb

- https://www.gramedia.com/literasi/hukum-coulomb/ 

- https://en-m-wikipedia-org.translate.goog/wiki/Coulomb's_law?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=id&_x_tr_hl=id&_x_tr_pto=tc