APSiswaNavbarV2

redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Peta Belajar Bersama

Sobat, ini nih ada Peta Belajar Bersama Fisika untuk bab dua.

Yuk, mulai belajar bersama!

Listrik Statis Dan Muatan

Di dunia nyata petir adalah peristiwa alam yang sangat ditakuti oleh banyak orang. Selain karena kilauannya, petir juga memiliki suara yang dahsyat. Di sisi lain, petir juga sangat berbahaya karena jika seseorang tersambar petir, maka badannya akan terbakar. Aduh... kok serem banget ya, Sobat?! Nggak heran kan kalau ada banyak orang yang takut petir.

Sobat Pintar, petir terjadi karena gesekan antar awan yang melahirkan elektron-elektron bebas. Nah, petir adalah salah satu peristiwa yang berkaitan dengan listrik statis.

Listrik statis adalah suatu kumpulan muatan listrik dalam jumlah tertentu yang tidak mengalir atau tetap (statis). Listrik statis timbul karena benda-benda yang beraliran listrik saling berpautan tanpa adanya sumber daya listrik. Dengan kata lain, benda tersebut dapat menghasilkan proton dan elektron tanpa menggunakan pembangkit listrik.

Muatan listrik muncul karena adanya perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain. Ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Jika dua benda bermuatan listrik yang sejenis, misalnya positif (+) dengan positif (+) atau negatif (-) dengan negatif (-) maka benda tersebut akan saling tolak menolak. Jika dua benda bermuatan tidak sejenis, yaitu positif (+) dengan negatif (-) maka kedua benda tersebut akan saling tarik menarik. Muatan listrik diberi simbol Q, dan satuannya adalah Coulomb (C).

Peristiwa tolak menolak atau tarik menarik benda disebut interaksi elektrostatik atau interaksi muatan-muatan listrik diam (tidak mengalir).

Hukum Coulomb

Bila dua buah muatan listrik dengan harga q1 dan q2, saling didekatkan, dengan jarak pisah r, maka keduanya akan saling tarik-menarik atau tolak-menolak.

Melalui eksperimen gaya coulomb, maka akan didapat hubungan antara besar gaya coulomb dengan jarak antar muatan dan besar muatan. Hasil analisis data dari eksperimen tersebut menunjukkan bahwa besar gaya coulomb sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.

Keterangan:
F = Gaya Coulomb (N)
k = Konstanta = 9x109 Nm2/C2
q1 = Besar muatan 1 (C)
q2 = Besar muatan 2 (C)
r = Jarak antar muatan (m)

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.

Arah 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.

Besarnya medan listrik disebut kuat medan listrik yang dirumuskan sebagai berikut:

atau

Keterangan:
E = Kuat Medan listrik (N/C)
k = konstanta = 9x109 Nm2/C2
q = Muatan listrik (C)
r = jarak dari titik ke muatan sumber medan listrik (m)

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Dua buah muatan diatur seperti pada gambar di bawah ini. Besar muatan A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Sedangkan besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah ...

A. 24 N

B. 30 N

C. 32 N

D. 36 N

E. 38 N

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya q1 dan q2. Jika jarak kedua muatan r dan k adalah tetapan kelistrikan yang besarnya 9x109 Nm2/C2, maka besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara q1 dan q2 adalah ….

A. berbanding terbalik dengan r dan berbanding terbalik dengan q1

B. berbanding lurus dengan r dan berbanding terbalik dengan q1

C. berbanding lurus dengan q1 dan berbanding terbalik dengan r

D. berbanding lurus dengan q1 dan berbanding terbalik dengan r2

E. berbanding terbalik dengan r dan berbanding terbalik dengan q1

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Apabila muatan uji +5.105 C diletakkan dalam sebuah medan listrik. Gaya yang bekerja pada muatan uji tersebut adalah 0,15 N. Berapa besar medan listrik pada muatan uji tersebut?

A. 3x10-7 C

B. 5x10-7 C

C. 8x10-7 C

D. 9x10-7 C

E. 12x10-7 C

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Peristiwa tolak menolak atau tarik menarik benda disebut interaksi?

A. Elektronika

B. Elektrolisis

C. Elektromagnetik

D. Elektrostatik

E. Elektroskop

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Jika dua benda bermuatan listrik yang sejenis, positif dengan positif atau negatif dengan negatif maka benda tersebut akan …

A. Tarik menarik

B. Tolak menolak

C. Menjauh

D. Mendekat

E. Menghilang

Hukum Gauss

Medan listrik divisualisasikan dengan menggunakan garis khayal medan listrik. Garis-garis medan listrik adalah garis bersambungan yang selalu mengarah menuju massa sumber medan listrik. Semakin banyak garis-garis medan listrik, maka semakin kuat medan listriknya.

Hukum Gauss menjelaskan tentang jumlah garis-garis gaya listrik (fluks listrik) yang menembus suatu permukaan tertutup, sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup dibagi dengan pemitivitas udara.

Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik

Energi Potensial Listrik adalah usaha yang dilakukan gaya Coulomb, untuk memindahkan muatan uji +q’ dari suatu titik ke titik lainnya. Energi potensial listrik secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
Ep = energi potensial listrik (Joule)
k = konstanta = 9x109 Nm2/C2
q1, q2 =besar muatan listrik (C)
r = jarak antara muatan (m)

Usaha adalah perubahan energi potensial untuk memindahkan sebuah muatan uji q’ yang berjarak r dari sebuah muatan lain q ke jarak tak berhingga, dapat dituliskan sebagai berikut:

Keterangan:
W = Usaha (Joule)
k = konstanta = 9x109 Nm2/C2
q1, q2 = besar muatan listrik (C)
r1, r2 = jarak awal (m)

Potensial listrik merupakan besarnya energi potensial yang dimiliki muatan 1 Coulomb. Dari definisi ini, potensial listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:

atau

Keterangan:
V = Potensial listrik (Volt)
k = Konstanta = 9x109 Nm2/C2
q = besar muatan sumber (C)
r = jarak titik dari muatan (m)

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Terdapat sebuah muatan titik 80 Mikro Coulomb berada di udara. Berapakah besar potensial listrik di suatu titik yang berjarak 9 cm dari muatan tersebut?

A. 5000 kV

B. 8000 kV

C. 12200 kV

D. 14400 kV

E. 17600 kV

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Tentukan berapa muatan listrik jika energi potensial 100 Joule dengan potensial listrik 25 volt?

A. 2 C

B. 4 C

C. 8 C

D. 12 C

E. 16 C

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Besarnya energi potensial yang dimiliki muatan 1 Coulomb disebut?

A. Energi potensial listrik

B. Potensial listrik

C. Hukum gauss

D. Medan listrik

E. Hukum coulomb

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Sobat punya sebuah bidan lingkaran dengan jari-jari 7 cm. Jika ada kuat medan listrik sebesar 200 N/C mengarah pada bidang tersebut dengan membentuk sudut 30 derajat terhadap bidang. Tentukan berapa fluks listrik tersebut?

A. 1,25 weber

B. 1,45 weber

C. 1,54 weber

D. 1,62 weber

E. 1,85 weber

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Garis bersambungan yang selalu mengarah menuju massa sumber medan listrik disebut? …

A. Garis katulistiwa

B. Garis medan listrik

C. Garis vertikal

D. Garis horizontal

E. Garis bilangan

Kapasitor

Kapasitor berfungsi sebagai komponen elektronik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut dengan kapasitas kapasitor. Besarnya kapasitas dari suatu kapasitor dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
C = kapasitas kapasitor (Farad)
q = muatan yang tersimpan (Coulomb)
V = beda potensial (Volt)

Kapasitor pada umumnya terdiri dari dua keping sejajar yang diletakkan berdekatan tetapi tidak saling bersentuhan.

-Rumusan kapasitas kapasitor jika tanpa bahan penyekat:

-Jika ada bahan penyekat/dielektrik:

Energi yang tersimpan di dalam kapasitor, bila suatu kapasitor diberi muatan adalah:

Keterangan:
W = Energy kapasitor (Joule)
Q = Muatan listrik kapasitor (Coulomb)
V = Beda potensial antara dua keping (Volt)
C = Kapasitas kapasitor (Farad)

Latihan 1

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Pada suatu kapasitor mempunyai kapasitas yang besar yakni 0,6 Mikrofarad dan bermuatan dengan baterai berkapasitas 25 Volt. Maka berapakah besar muatan yang terdapat dalam Kapasitor tersebut?

A. 1,5 x 10-5

B. 2,5 x 10-5

C. 3,5 x 10-5

D. 4,5 x 10-5

E. 5,5 x 10-5

Latihan 2

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Lima buah kapasitor memiliki kapasitas yang sama, yaitu 3 Mikrofarad. Jika kelimanya disusun secara paralel lalu dihubungkan dengan beda potensial 4 volt, berapakah besarnya muatan listrik yang tersimpan di dalamnya?

A. 30 Mikrocoulomb

B. 40 Mikrocoulomb

C. 50 Mikrocoulomb

D. 60 Mikrocoulomb

E. 70 Mikrocoulomb

Latihan 3

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Dua buah kapasitor masing-masing 6 Mikrofarad disusun seri dengan beda potensial 100 V. Berapa energi yang tersimpan dalam sistem tersebut?

A. 1,5 x 10-2

B. 2,5 x 10-2

C. 3,5 x 10-2

D. 4,5 x 10-2

E. 5,5 x 10-2

Latihan 4

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut? …

A. Konstanta kapasitor

B. Kapasitas kapasitor

C. Kerangka kapasitor

D. Kualitas kapasitor

E. Kemampuan kapasitor

Latihan 5

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Terdiri dari berapa kapasitor yang diletakan berdekatan tapi tidak saling bersentuhan?

A. satu keping sejajar

B. dua keping sejajar

C. tiga keping sejajar

D. empat keping sejajar

E. lima keping sejajar

redesain-navbar Portlet