Listrik Statis Baru

LISTRIK STATIS
•
•
•
HK Coulomb
Medan Listrik
Potensial Listrik
1
PENDAHULUAN
Atom terdiri dari inti atom yang di
dalamnya ada proton dan netron
dikelilingi oleh elektron. Proton dalam
inti bermuatan positif, sedangkan
elektron yang mengelilinginya bermuatan
negatif. Pada kondisi tertentu jumlah
proton sama dengan jumlah elektron
dan keadaan ini atom dalam keadaan
netral.
Bila atom melepaskan elektron maka
atom tersebut akan bermuatan positif
f113-2-electric-point-charges.swf
Hukum Coulomb
Muatan listrik sejenis akan saling tolak
menolak, sedangkan muatan yang tidak
sejenis akan saling tarik menarik.
Gaya tarik atau tolak antara muatan
listrik
sering
dinamakan
Gaya
Elektrostatik.
Hubungan antara gaya elektrostatik
benda bermuatan listrik dengan
jaraknya pertama kali diselidiki oleh
fisikawan
Prancis,
yaitu
Charles
Coulomb.
-
F
+
F FF
+
+
F
Menurut Hukum Coulomb bahwa besarnya :
1. Gaya elektrostatis sebanding dengan muatan masing-masing
2. Gaya elektrostatis berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya
Secara matematis hukum Coulomb ditulis
Fk
dengan rumus :
Q1Q 2
r2
PLAY
F21
F12
+
F
+
+
Q1
r1
Q2
r
F21
+
_
F21
+
r
Q1
_
Q2
+
Kuat Medan Listrik
Ruang di sekitar muatan
listrik
dimana
gejala
elektrostatik
masih
berpengaruh dinamakan
Medan Listrik.
+
-
Medan listrik
muatan
+
Arah kuat medan listrik (E)
Muatan uji
_
+
Kuat Medan Listrik didefinisikan sebagai
elektrostatik per satuan muatan di titik itu.
Maka :
k .Q .q
2
F
r

E
Q
q
dimana q = muatan uji (coulomb)
k
q
r2
besar
gaya
Potensial Listrik(1)

Potensial listrik merupakan besaran skalar.
Muatan positif akan menghasilkan potensial
positif di sekitarnya, sedangkan muatan negatif
akan menghasilkan potensial negatif.
1
q
VA 
40 rA
(4.1a)
Potensial Listrik(2)

Potensial listrik pada satu titik karena pengaruh
beberapa muatan listrik merupakan jumlah aljabar
dari masing-masing muatan.
qi
V

40 i ri
1
(4.2)
Contoh Soal
1. Tiga buah muatan di letakan seperti gambar. Jika besar muatan masing –
masing Q1 = 4 μF, Q2 = 6 μF, dan Q3 = 9 μF. Dimanakah letak titik agar gaya
listrik di Q2 sama dengan nol ?
+
q1
q2
+
q3
+
10 cm
Jawab
Karena ΣF = 0 maka F21 = F12
kq2 q1
2

kq2 q3

r2
q3
r1
q1
2
r1
4
r2
2
2
X2

9
(10  X)2
10  X

X
9 3

4 2
20  2X  3 X
X = 4 cm
2. Tiga buah muatan Q1 = 5 μC, Q2 = 8 μC dan Q3 = 6 μC seperti gambar.
Tentukan gaya coulomb pada muatan 2!
Q1
r1 = 3 cm
Q2
21
r 2 = 3 cm
Jawab
Q2
r1 = 3 cm
Q1
F12
F13
r 2 = 3 cm
Q3
Q3
3. Dua buah muatan di letakan seperti gambar. Jika besar muatan masing –
masing Q1 = 4 μF dan Q2 = 9 μF. Dimanakah letak titik yang medan
listriknya sama dengan nol ?
+
q2
-
q1
10 cm
Jawab
Karena ΣE = 0 maka E1 = E2
kq1
2
r1
q1
( X) 2


4
kq2
r2
2
q2
( X  10 )2
( X) 2

9
( X  10 )2
X  10

X
9 3

4 2
20  2X  3 X
X = 20 cm sebelah kiri Q1
Latihan Soal
1.Sebuah benda bermassa 20 gram dan bermuatan 0,5 μC digantungkan pada
seutas tali ringan yang massanya dapat di abaikan. Tepat disebelah kanan
benda pada jarak 15 cm diletakkan muatan q’ = -1 μC sehingga posisi benda
menjadi setimbang. Tentukkan tegangan tali tersebut!
2. Pada titik titik sudut A,B,C, dan D sebuah bujur sangkar ABCD dengan
panjang a berurut turut ditempatkan muatan +q,-q,-q,-q. Muatan +q
mengalami resultan gaya dari muatan lain sebesar ( q2 x ). Tentukan harga
4 a 2
X!
3.Tiga buah muatan Q1 = +2 μC, Q2 = +2 μC dan Q3 = -3 μC diletakan pada
sudut sudut segitiga sama sisi (s = 30 cm) Tentukan resultan gaya coulomb
pada muatan 3 μC