File

Listrik
Statis
mempelajari tentang muatan listrik dalam keadaan diam
bagian terkecil dari suatu unsur yang masih
memiliki sifat unsur tersebut.
atom
bagianbagian
atom
Muatan
listrik
muatan
atom
inti atom
proton
elektron
neutron
bermuatan positif
bermuatan negatif
bermuatan netral
sifat
muatan
atom
LISTRIK STATIS
muatan listrik sejenis tolak menolak
muatan listrik tak sejenis tarik menarik
Gaya tarik menarik/tolak menolak antara dua benda yang
bermuatan listrik adl berbanding lurus dgn muatan masingmasing benda dan berbanding terbalik dgn kuadrat jarak
antara kedua benda tersebut.
Hukum
Coulomb
peristiwa pemisahan muatan pada suatu benda
karena benda tersebut didekati benda lain yang
bermuatan listrik
induksi listrik
alat yang digunakan untuk mengetahui apakah suatu
benda bermuatan listrik atau tidak
elektroskop
daerah di sekitar benda bermuatan listrik yang
mengalami gaya listrik
medan listrik
Standart Kompetensi
3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Kompetensi Dasar
3.1
Mendeskripsikan muatan listrik untuk memahami gejala-gejala listrik statis serta
kaitannya dalam kehidupan sehari-hari.
Indikator
1. Memahami definisi listrik statis
2. Memahami definisi atom, bagian-bagian atom, muatan atom dan sifat muatan
listrik
3. Memformulasikan hukum Coulomb dalam permasalahan fisika
4. Menjelaskan konsep induksi listrik
5. Menjelaskan cara kerja elektroskop
6. Menjelaskan konsep medan listrik
1|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
LISTRIK STATIS
 Definisi Listrik Statis
Listrik statis mempelajari tentang muatan listrik dalam keadaan diam.
 Atom
Semua zat / materi disusun oleh atom-atom. Atom adalah
bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat
unsur tersebut. Atom disusun oleh partikel subatom (tiga
partikel subatom yang penting adalah proton, elekron dan
neutron)
Elektron pada suatu atom dapat berpindah ke atom lain, sedangkan proton sangat
sulit
untuk
berpindah.
Sehingga
perpindahan
elektron
tersebut
dapat
mengakibatkan suatu atom kekurangan/kelebihan elektron, hal ini menyebabkan
atom menjadi bermuatan listrik.
Muatan suatu atom ditentukan oleh jumlah proton dan jumlah elektron yang dimiliki
atom tersebut:
 Atom bermuatan positif : jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah
elektron
 Atom bermuatan negatif : jumlah proton lebih kecil daripada jumlah elektron
 Atom tidak bermuatan listrik (netral) : jika jumlah proton = jumlah elektron
Suatu benda akan bermuatan listrik positif jika kekurangan elektron, sebaliknya
suatu benda akan bermuatan listrik negatif jika kelebihan elektron.
Menggosok suatu benda dengan benda lain dapat memberi muatan listrik. Contoh:
Bahan-bahan
Hasil
Plastik – kain wol
Plastik(–), kain wol (+)
Sisir – rambut manusia
Sisir (–), rambut manusia
(+)
Kaca – kain sutera
Kaca (+), kain sutera (–)
2|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Proses
Elektron dari kain wol
berpindah ke plastik
Elektron dari rambut
berpindah ke sisir
Elektron dari kaca
berpindah ke kain sutera
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
 Sifat Muatan Listrik
 Dua muatan yang sejenis apabila didekatkan maka akan tolak menolak
 Dua muatan yang tidak sejenis apabila didekatkan maka akan tarik menari
Contoh Soal
1. Benda bermuatan listrik positif bila.....
a. Kekurangan elektron
b. Jumlah proton sama dengan jumlah neutron
c. Jumlah proton sama dengan jumlah elektron
d. Kelebihan elektron
2. Sebatang politen digosok dengan sehelai kain lap. Batang politen menjadi
bermuatan negatif. Apa yang terjadi dengan batang dan kain lap hingga
menyebabkan ini terjadi....(Ujian O Level Singapura Tahun 2001)
Politen
kain
a. Memperoleh elektron
memperoleh proton
b. Memperoleh elektron
kehilangan elektron
c. Kehilangan proton
memperoleh proton
d. Kehilangan proton
kehilangan elektron
3. Perhatikan pernyataan berikut.
1) Muatan listrik yang sejenis saling menolak
2) Benda bermuatan positif jika jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah
proton
3) Muatan listrik yang tidak sejenis tarik menarik
4) Benda bermuatan negatif jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah
elektron
Sifat-sifat dari muatan listrik yang benar sesuai pernyataan nomor.... (UAN
2002)
a. 1 dan 2
c. 2 dan 3
b. 1 dan 3
d. 2 dan 4
3|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
Kaji Soal
1. Model atom di samping terdiri atas … .
a. 2 elektron, 2 proton, 1 neutron
b. 2 elektron, 2 neutron, 1 proton
c. 2 neutron, 2 proton, 1 elektron
d. 2 elektron, 2 proton, 2 neutron
2. Perhatikan pernyataan berikut!
1) Muatan listrik yang sejenis saling tolak- menolak
2) Benda bermuatan listrik positif jika jumlah elektron lebih banyak daripada
jumlah proton
3) Muatan listrik yang tidak sejenis tarik-menarik
4) Benda bermuatan listrik negatif jika jumlah proton lebih banyak daripada
jumlah elektron
Sifat-sifat dari muatan listrik yang bena sesuai pernyataan adalah nomor
.......(UAN’02)
a. 1 dan 2
c. 2 dan 3
b. 1 dan 3
d. 2 dan 4
3. Muatan negatif A menolak B dan menarik C, maka…
1) Muatan B negatif dan C netral
2) Muatan B negatif dan C positif
3) Muatan B negatif dan C negatif
4) Muatan B positif dan C positif
Pernyataan yang mungkin benar sesuai nomor....
a. 1 dan 2
c. 2 dan 3
b. 1 dan 3
d. 2 dan 4
4. Jika mistar plastik digosok dengan rambut yang kering kemudian didekatkan
pada sobekan kertas kecil-kecil, maka kertas akan menempel pada mistar. Ini
menunjukkan bahwa mistar plastik bermuatan listrik .... (UN Fisika SMP 2009)
A. positif, karena elektron dari rambut mengalir ke plastik
B. positif, karena elektron dari plastik mengalir ke rambut
C. negatif, karena elektron dari rambut mengalir ke plastik
D. negatif, karena elektron dari plastik mengalir ke rambut
4|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
5. Bagian atom yang bermuatan listrik positif adalah....
a. Elektron
c. Inti
b. Proton
d. Neutron
6. Sebuah atom dikatakan netral jika jumlah....
a. Proton lebih banyak daripada neutron
b. Proton lebih sedikit daripada neutron
c. Proton dan elektron sama
d. Proton lebih banyak daripada elektron
7. Sebuah benda akan bermuatan listrik jika....
a. Dipanaskan
c. Didekatkan dengan benda lain
b. Diajuhkan dari benda lain
d. Digosok-gosok pada benda lain
8. Muatan listrik yang sejenis jika didekatkan akan....
a. Saling meniadakan
c. Saling menguatkan
b. Tarik menarik
d. Tolak menolak
9. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
1) Benda bermuatan positif jika jumlah proton lebih banyak daripada elektron
2) Dua buah muatan yang tidak sejenis jika didekatkan akan tarik menarik
3) Dua buah muatan yang sejenis jika didekatkan akan tolak menolak
4) Benda bermuatan positif jika jumlah neutron lebih banyak dari pada elektron
Pernyataan di atas yang benar adalah....
a. 1, 2, 3
c. 2, 3, 4
b. 1, 2, 4
d. 1, 3, 4
10. Jika batang mika digosok dengan kain wol maka kain wol akan bermuatan...
a. Positif karena melepas elektron
c.
Positif
karena
menangkap
elektron
b. Negatif karena menangkap elektron
d. negatif karena melepas elektron
11. Jika terdapat empat buah muatan yaitu A, B, C, dan D. jika A dan B tarik
menarik, A dan C tolak menolak, serta B dan D tarik menarik. Jika A bermuatan
positif maka .....
a. B bermuatan negatif, C bermuatan positif, dan D bermuatan positif
b. B bermuatan negatif, C bermuatan positif, dan D bermuatan negatif
c. B bermuatan positif, C bermuatan negatif, dan D bermuatan positif
d. B bermuatan positif, C bermuatan positif, dan D bermuatan negatif
5|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
12. Batang kaca yang di gosok dengan kain sutera dapat menarik sobekan kertas
kecil kecil karena?
a. Sobekan kertas kecil kecil mempunyai muatan yang berlawanan dengan
muatan batang kaca.
b. Sobekan kertas kecil mempunyai muatan yang sama dengan muatan batang
kaca
c. Batang kaca yang semula netral menjadi bermuatan negatif setelah digosok
dengan kain sutra
d. Batang kaca yang semula netral menjadi bermuatan positif setelah digosok
dengan kain sutra
13. Benda A menarik benda B. Benda B menolak benda C. Benda C menolak
benda D. Jika benda D bermuatan negatif, maka dapat disimpulkan bahwa:
1) Benda A bermuatan positif
2) Benda B bermuatan positif
3) Benda C bermuatan negatif
Pernyataan yang benar adalah …
a. (1) dan (2)
c. (1) dan (3)
b. (2) dan (3)
d. Hanya (3)
14. Mistar plastic yang tadinya netral, setelah digosok-gosok dengan kain wol akan
berubah menjadi bermuatan negatif. Hal itu disebabkan …
a. Proton-proton dari mistar plastik berpindah ke kain wol
b. Elektron-elektron dari mistar plastic berpindah ke kain wol
c. Elektron-elektron dari kain wol berpindah ke mistar plastic
d. Kain wol merupakan benda bermuatan negatif
15. Muatan positif di dalam sebuah atom …
a. Terbentang sama rata di seluruh volumenya
b. Berpusat di intinya
c. Berupa electron-elektron yang mengitari intinya
d. Dapat ditarik oleh partikel bermuatan positif lainnya
16. Sebuah atom dikatakan netral (tidak bermuatan) jika …
a. Intinya bermuatan positif
b. Elektronnya bermuatan negative
c. Inti dan electron-elektron yang mengelilinginya tidak bermuatan
d. Muatan yang terkandung dalam inti sama dengan jumlah muatan electronelektronnya
6|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
17. Sebuah atom netral jika menangkap electron bebas akan …
a. tetap netral, asalkan muatan intinya tetap
b. elektronnya bermuatan negative
c. inti dan electron-elektron yang mengelilinginya tidak bermuatan
d. muatan yang terkandung dalam inti sama dengan jumlah muatan electronelektronnya
18. Batang kaca yang tadinya netral, setelah digosok-gosok dengan kain sutra akan
berubah menjadi bermuatan positif. Hal itu disebabkan …
a. proton-proton dari batang kaca berpindah ke kain sutra
b. electron-elektron dari batang kaca berpindah ke kain sutra
c. electron-elektron dari kain sutra berpindah ke batang kaca
d. kain sutra merupakan benda bermuatan positif
19. Dua penggaris plastik yang telah digosok dengan kain wol, kemudian
didekatkan maka kedua penggaris plastik tersebut akan.....
a. Salin menempel
c. Tarik menarik
b. Saling meniadakan
d. Tolak menolak
20. Sifat muatan listrik yang benar adalah …
a. Muatan-muatan listrik yang sejenis akan tarik-menarik
b. Muatan-muatan listrik yang tak sama besar akan tolak-menolak
c. Muatan-muatan listrik yang sama besar akan tolak-menolak
d. Muatan-muatan listrik yang tak sejenis akan tarik-menarik
 Hukum Coulomb
“Besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan
listrik adalah berbanding lurus (sebanding) dengan besar muatan masing-masing
benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut”
Secara matematis: 𝑭
=𝒌
𝑸𝟏 𝑸𝟐
𝒓𝟐
Keterangan:
F
= gaya tarik menarik/tolak menolak (Newton)
K
= konstanta (9 x 109 Nm2/C2)
Q1, Q2 = muatan listrik (C)
r
= jarak antara dua muatan (m)
7|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
Contoh Soal
1. Dua benda masing-masing bermuatan listrik Q1 = 3 x 10-9 C dan Q1 = 6 x 10-9 C,
yang dipisahkan sejauh 0,3 m. Tentukan besar gaya antara kedua benda itu! (k
= 9 x 109 Nm2/C2)
2. Dua muatan titik yang terpisah yang terpisah 1 meter saling tolak dengan gaya 9
N. Berapakah gaya tolak tersebut ketika kedua muatan terpisah 3 meter?
a. 1 N
c. 27 N
b. 3 N
d. 81 N
3. Gaya tarik listrik antara dua muatan titik adalah F. Muatan pada salah satu
benda dijadikan empat kalinya, dan muatan pada benda lainnya dijadikan dua
kalinya. Gaya tarik listrik antara benda-benda sekarang menjadi....
a. 8F
c. 2F
b. 4F
d. F
Kaji Soal
1. Dua benda bermuatan masing-masing 30 C dan 15 C. Jarak kedua muatan
itu 15 cm. Besarnya gaya listrik yang terjadi ... .
a. 1,8 x 102 N
c. 1,8 x 10-5 N
b. 1,8 x 100 N
d. 1,8 x 10-9 N
2. Salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya gaya Coulomb adalah ….
a. jarak kedua muatan
c. jenis kedua muatan
b. arah kedua muatan
d. bentuk kedua muatan
3. Benda A bermuatan positif dan benda B bermuatan negatif. Kedua benda
tersebut berinteraksi saling menarik dengan gaya sebesar F. Agar gaya
interaksi kedua benda menjadi 4 F maka jarak kedua benda harus …
a. Diperbesar menjadi 4 kali jarak semula
b. Diperbesar menjadi 2 kali jarak semula
c. Diperpendek menjadi ½ kali semula
d. Diperpendek menjadi ¼ kali semula
4. Dua benda bermuatan listrik masing-masing +10 C dan + 20 C berjarak 0,2
meter di udara (k = 9x109 Nm2/C2). Berapa gaya tolak menolak antara kedua
muatan tersebut?
8|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
 Induksi Listrik
Induksi listrik adalah peristiwa pemisahan muatan pada suatu benda karena pada
benda tersebut didekati (tanpa menyentuh) benda lain yang bermuatan listrik.
Contoh :
Benda netral didekati benda bermuatan negatif,
maka muatan-muatan negatif benda netral tertolak
menjauh,
sedangkan
muatan-muatan
positif
mendekati benda yang menginduksi.
Benda netral didekati benda bermuatan positif,
maka muatan-muatan positif benda netral tertolak
menjauh,
sedangkan
muatan-muatan
negatif
mendekati benda yang menginduksi.
 Elektroskop
Elektroskop adalah alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya
muatan listrik pada suatu benda. Elektroskop bekerja berdasarkan prinsip induksi
listrik.
Cara kerja elektroskop:
1. Jika benda bermuatan negatif (sisir) didekatkan tanpa menyentuh pada sebuah
elektroskop netral, elektron-elektron pada kepala elektroskop ditolak oleh
elektron-elektron sisir menjauhi kepala elektroskop menuju ke bagian bawah
elektroskop (daun logam), di bagian kepala elektroskop itu berkumpul muatan
positif dan di bagian daunnya berkumpul muatan negatif. Ini menyebabkan daun
elektroskop akan mengembang.
2. Jika benda bermuatan positif (batang kaca) didekatkan tanpa menyentuh pada
sebuah elektroskop netral maka di bagian kepala elektroskop itu berkumpul
muatan negatif dan di bagian daunnya berkumpul muatan positif. Ini
menyebabkan daun elektroskop akan mengembang.
9|Fisika
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
Contoh Soal
1. Elektroskop adalah....
a. Alat untuk mengukur arus listrik
b. Alat untuk mendeteksi adanya muatan listrik pada suatu benda
c. Alat untuk memindahkan muatan listrik dari suatu benda ke benda lainnya
d. Alat untuk mengukur beda potensial listrik
2. Induksi listrik dapat diartikan sebagai..
a. Pemberian muatan listrik
b. Pemisahan muatan pada sebuah benda karena didekati oleh benda lain
yang bermuatan
c. Penambahan muatan listrik
d. Pengurangan muatan listrik
Kaji Soal
1. Perhatikan gambar elektroskop di samping ini!
Jika kepala elektroskop A dan B netral didekati benda
P yang bermutan positif dan benda Q yang bermuatan
negatif, maka menyebabkan foil/daun ... .
a. kedua elektroskop A dan B menutup
b. elektroskop A menutup, elektroskop B membuka
c. elektroskop A membuka, elektroskop B menutup
d. kedua elektroskop A dan B membuka
2. Gambar di bawah ini yang menunjukkan kedudukan daun elektroskop yang
diberi muatan listrik secara induksi adalah ... .
a.
b.
c.
d.
3. Jika elektroskop dalam keadaan netral didekati benda yang bermuatan negatif,
daun elektroskop akan...
a. Membuka, karena kedua daun bermuatan positif
b. Membuka, karena kedua daun bermuatan negatif
c. Menutup, karena kedua daun bermuatan positif
d. Menutup, karena kedua daun bermuatan negatif
10 | F i s i k a
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
4. Sebatang kaca bermuatan positif
Statis
didekatkan kepala elektroskop yang
bermuatan negatif. Pada elektroskop terjadi......
a. daun elektroskop bertambah mekar
b. daun elektroskop menguncup
c.
dinding elektroskop bermuatan positif
d. bunga api terbentuk antara batang kaca dengan kepala elektroskop
 Medan Listrik
Medan
listrik
adalah
daerah
di
sekitar
benda
bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya
listrik. Medan listrik digambarkan dengan garis-garis
gaya listrik yang arahnya dari kutub positif ke kutub
negatif. Semakin rapat garis gaya listrik semakin kuat
medan listriknya.
Untuk menghitung kuat medan listrik digunakan persamaan :
𝑬=
𝑭
𝑸
=
𝒌𝑸
𝒓𝟐
Keterangan
E
= Kuat medan listrik (N/C)
F
= Gaya coulomb (N)
Q = muatan listrik (C)
Contoh Soal
1. Besarnya gaya coulomb di antara dua buah benda adalah 24 x 10-7 N. besar
medan listrik pada salah satu muatan oleh muatan lain yg besarnya 6 x 10-2 C
adalah.....
2. Sebuah titik dekat muatan 8 𝜇C memiliki kuat medan listrik 500 N/C. Gaya
Coulomb yang ada pada titik tersebut adalah?....
11 | F i s i k a
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari
Listrik
Statis
Kaji Soal
1. Lukisan garis gaya medan listrik yang benar dari dua buah benda bermuatan
listrik ditunjukkan pada gambar ... .
a.
c.
b.
d.
2. Daerah dimana ada pengaruh gaya listrik disebut ... .
a. daya listrik
c. Gaya gerak listrik
b. potensial listrik
d. medan listrik
3. Garis gaya medan listrik dilukiskan seperti gambar di bawah ini. Dalam hal ini
muatan ... .
a. A positif, B negatif
b. A negatif, B positif
c. A negatif, B negatif
d. A positif, B positif
4. Sebuah bola dengan muatan sebesar –6 x 10–7 C diletakkan di dalam medan
listrik sebesar 1,2 x 106 N/C. Berapakah besarnya gaya yang dialami bola
akibat medan listrik ini?
5. Suatu daerah di dekat muatan 50 C mengalami gaya tarikan 205 N. Sehingga
besarnya medan listrik di daerah tersebut ......
a. 0,24 N/C
c.1.025 N/C
b. 4,10 N/C
d. 10.250 N/C
6. Titik di daerah dekat muatan 50 C memiliki kuat medan listrik 15 N/C. Gaya
yang berpengaruh pada titik tersebut sebesar.....
a. 750 N
c. 3,3 N
b. 75 N
d. 0,3 N
12 | F i s i k a
SMP
IX
(1)/SMPTCI/BY
Triyanti
Mandasari