Listrik1

LISTRIK STATIS
 Muatan Listrik
Benda bermuatan listrik  benda yang mempunyai kelebihan jumlah elektron
atau proton.
 Benda yang kelebihan proton/kekurangan elektron
 Benda bermuatan positif
 Benda yang kekurangan proton/kelebihan elektron
 Benda bermuatan negatif
 Benda yang jumlah elektron sama dengan jumlah proton, benda netral
Muatan dari proton /elektron:
qp=p = +1,602.10-19 C , qe =e= -1,602.10-19 C
Satuan mauatan listrik: Coulomb (C), Mikrocoulomb (µC)
1 µC = 10-6 C
Hukum Coulomb
Besar gaya interaksi(tolak-menolak atau tarik-menarik) antara dua muatan listrik
adalah sebanding dengan besar masing-masing muatan serta berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak kedua muatan tersebut.
F12
₊q1
r ₊q2
F 21
₊q1
F12
r
F21
-q2
𝐹12 = −𝐹21
𝐹12 = 𝐹21 = 𝐹
𝐹=
1
𝑞1 𝑞2
4𝜋𝜀𝑜 𝑟 2
𝑞1 𝑞2
F = 𝑘.
𝑟2
. 𝑟̂
permitivitas listrik dalam hampa
.,
𝑘=
1
4𝜋𝜀𝑜
𝜀𝑜 = 8,85. 10−12 C2/N.m2
,
𝑘 = 9. 109
𝑁𝑚2
k=konstanata gaya Coulomb
𝐶2
Jika q1 dan q2 berada dalam medium dielektrika isotropik, maka.
𝐹=
F =
1
𝑞1 𝑞2
4𝜋𝜀 𝑟 2
𝑘 𝑞1 𝑞2
𝐾
. 𝑟̂
,
𝑟2
𝐾=
𝜀
𝜀𝑜
Misal :
F31

+q3
F3
r13
F12
F13
₊q1
𝐹31 = 𝑘
𝑞3 𝑞1
𝑟31 2
r23 F32
F21
r12
F3 = 𝐹31 + 𝐹32 ,
,
F3 = ………. ?
-q2
F3 = √𝐹31 2 + 𝐹32 2 + 2𝐹31 . 𝐹32 cos 𝛼
𝐹32 = 𝑘
𝑞3 𝑞2
𝑟32 2
,
Cos 𝛼 =-Cos(180-)= -
𝑟23
𝑟13
Misal 1: Pada gambar berikut ini q1 = 30 C, q2 = 50 C dan q3 = 40 C. Jika r12 =
0,3 m dan r13 = 0,4 m, hitunglah besar dan arah gaya yang dialami oleh muatan q3.
Q2
0,3m
Q3
Q1
F31
0,4 m
F32
F3
F3 = 𝐹31 + 𝐹32
F3 = √𝐹31 2 + 𝐹32 2 + 2𝐹31 . 𝐹32 cos 𝛼
𝐹31 = 𝑘
𝑞3 𝑞1
𝑟31
= ……𝐹32 = 𝑘
𝑞3 𝑞1
𝑟31
= ………Cos 𝛼 =
𝑟31
𝑟32
= ……
F3 = …..
Misal 2: Pada soal 1, Hitunglah besar gaya yang dialami muatan q1 dan q2
Misal 3: Diketahui q1= 60 C, q2 =40 C dan q3 = 50 C terletak pada satu garis lurus dan
muatan q3 di antara q1 dan q2. Jarak antara q1 dan q2 adalan 30 cm dan jarak antara q1 dan q3
adalah 20 cm. Tentukan
a. Gaya yang dialami muatan q2
b. Gaya yang dialami muatan q3
Medan Listrik
Medan listrik adalah suatu daerah /ruang disekitar muatan listrik yang masih
mendapatkan pengaruh gaya listrik
EA
EB
r
+q
E=
𝑭
,
𝒒𝟏
𝑭=𝒌
-q
𝒒𝒒𝟏
𝒓𝟐
. …………..
E=
𝒌𝒒
𝒓𝟐
.
E = kuat medan listrik (N/C), q1 muatan uji yang diletakkan di titik A dan B, EA, EB
adalah kuat medan listrik di A dan B, r adalah jarak muatan terhadap titik A atau B
Jika di dalam ruang terdapat n muatan titik maka kuat medan listrik di suatu titik .
E = E1 + E2 + . . . + En
A
E1
= ∑𝑛𝑖=1 𝐸𝑖
= k ∑𝑛𝑖=1
E2 E
𝑞𝑖
𝑟𝑖 2
. 𝑟𝑖
q1
tttt
- q2
EA = E1 + E2
E = √𝐸1 2 + 𝐸2 2 + 2𝐸1 𝐸2 cos  ,
E1 = k.
𝑞1
𝑟12
,
E2 = 𝑘.
𝑞2
𝑟22
Misal 1: Diketahui q1 = 60 C dan q2= -40 C
A
Ditanya : Kuat medan listrik di A (besar dan
30 cm
+q1
arah )
40 cm
-q2
Misal 2: Dua buah muatan q1 = 80 C dan q2 = 60 C terletak pada satu garis lurus dan
terpisah 40 cm. Titik A terletak di titik tengah garis hubung muatan q1 dan q2.
a. Tentukan kuat medan listri di titik A
b. Di mana letak titik B yang kuat medan listriknya nol.
●A
q1
E2
q1
q2
E1
●B
q2
Soal.
1. Besar gaya tarik menarik antara dua buah muatan listrik yang besarnya masing-masing
60 C dan – 80 C. adalah 3,6 N. Hitunglah jarak antara kedua muatan tersebut dan
berapa besar gayanya jika jarak kedua muatan diperbesar dua kali jarak semula.
2. Dua buah muatan listrik terletak pada sumbu koordinat X, Y. masing-masing
q1=50 C di titik (-0,4m , 0) dan q2=40 C di titik (0,6m , 0). Hitunglah:
a. Kuat medan listrik di titik pusat koordinat
b. Kuat medan listrik di titik A(0 , 0,3m)