IPA · Bab 7 LISTRIK STATIS

SukisWariyono, dkk

22/08/2021 04:42:20

SMP 9 KTSP

Daftar Isi

Bab 1 SISTEM EKSKRESI PADA MANUSIA Bab 2 SISTEM REPRODUKSI PADA MANUSIA Bab 4 KELANGSUNGAN HIDUP MAKHLUK HIDUP Bab 5 PEWARISAN SIFAT Bab 6 BIOTEKNOLOGI Bab 7 LISTRIK STATIS Bab 8 LISTRIK DINAMIS Bab 9 SUMBER ARUS LISTRIK Bab 10 ENERGI DAN DAYA LISTRIK Bab 11 KEMAGNETAN Bab 12 INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Bab 13 TATA SURYA

Halaman

Listrik Statis

111

LISTRIK STATIS

Bab 7

Ada gesekan yang merugikan tetapi ada

pula gesekan yang menguntungkan. Petir

merupakan pertunjukan loncatan listrik statis

yang kasat mata. Pada dasarnya, petir terjadi

karena adanya gesekan antarpartikel.

Fenomena gesekan sebagai pembangkit

listrik itu akan kamu pelajari pada bab ini.

Pada bab ini kamu akan mempelajari hal-hal

yang berkaitan dengan gejala listrik statis dan

penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Pretest

1. Disebut apakah bagian terkecil suatu benda?

2. Bagaimana cara memberi muatan listrik terhadap sebuah benda

netral?

Sumber:

Oxford Ensiklopedi Pelaja

r, 1999

Kata-Kata Kunci

– elektron

– muatan

– hukum Coulomb

– neutron

– induksi listrik

–

proton

112

Mari BIAS 3

Listrik Statis

113

Ketika menjelang hujan lebat turun, di langit tampak adanya

kilat yang mengeluarkan cahaya dan dalam selang waktu yang sa-

ngat singkat terdengar suara guntur yang menggelegar. Petir meru-

pakan loncatan muatan yang dapat menimbulkan bunga api listrik.

Petir mampu membakar pohon besar atau gedung yang tinggi, karena

suhunya dapat mencapai 28.000

C. Apakah yang menyebabkan

terjadinya petir? Bagaimanakah proses terjadinya petir?

A. BENDA BERMUATAN LISTRIK

Kamu sudah mengetahui bahwa benda tersusun oleh partikel-

partikel zat. Partikel zat yang ukurannya paling kecil dan tidak dapat

dibagi-bagi lagi disebut atom. Dalam perkembangan ilmu pengeta-

huan selanjutnya, atom ternyata masih dapat dibagi-bagi lagi. Tiap

atom tersusun dari inti atom dan elektron. Inti atom (nukleus) terdiri

atas proton dan neutron. Adapun, elektron bergerak mengelilingi inti

atom pada lintasannya dan mendapat gaya tarik inti atom. Partikel

yang bermuatan negatif disebut elektron. Partikel yang bermuatan

positif disebut proton. Massa proton dan elektron lebih besar diban-

dingkan dengan massa elektron.

Gaya ikat inti terhadap elektron antara bahan satu dengan lain

berbeda. Karena sesuatu hal, elektron dapat lepas dari lintasannya dan

berpindah ke atom lain. Perpindahan elektron tersebut menyebabkan

perubahan muatan suatu atom. Berdasarkan hal itu atom dikelompok-

kan menjadi tiga yaitu bermuatan negatif, bermuatan positif, dan

netral.

Atom dikatakan bermuatan negatif jika kelebihan elektron, se-

dangkan atom dikatakan bermuatan positif, jika kekurangan elek-

tron. Adapun, yang dikatakan atom netral jika jumlah proton dan

elektronnya sama.

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

menjelaskan benda da-

pat bermuatan listrik

dengan dilakukan cara

tertentu.

Tujuan Pembelajaran

Gambar 7.1

Model atom

lintasan

elektron

proton

elektron

neutron

Semula atom dianggap bagian atau partikel

terkecil dari suatu benda. Anggapan itu berubah

ketika pada tahun 1897 JJ Thomson menemukan

partikel yang lebih kecil daripada atom. Partikel itu

selanjutnya dikenal sebagai elektron.

Menurut Ernest Rutherford, dalam atom

elektron bergerak mengelilingi inti atom yang

disebut proton. Pada tahun 1932, salah seorang

murid Rutherford, James Chadwick, menemukan

adanya partikel lain di dalam inti atom. Partikel itu

dikenal sebagai neutron.

Setelah tahun 1930-an, pengetahuan partikel

makin berkembang. Makin banyak partikel baru

yang ditemukan antara lain neutrino, muon, dan

pion. Pada tahun 1963, Fisikawan Amerika

Murray Gell-Mann dan Georg Zweig, menyatakan

gagasan berikut. Partikel-partikel elementer,

seperti proton dan neutron, tersusun dari kuark

dengan berbagai kombinasi. Ada empat jenis

kuark yang berbeda yaitu up, down, strange, dan

charmed. Ukuran kuark sendiri sekitar 1.000 kali

lebih kecil daripada proton, sedangkan muatan

listriknya

atau

muatan proton.

Sumber:

ENI

, 1997 dan

Jendela Iptek

, 2001

Partikel yang Lebih Kecil daripada Atom

114

Mari BIAS 3

Muatan listrik tidak dapat dilihat oleh mata tetapi efeknya

dapat dirasakan dan diamati gejalanya. Besar muatan listrik proton

dan elektron adalah sama, tetapi jenisnya yang berbeda. Muatan

positif (proton) ditandai dengan “ + “ sedangkan muatan negatif

(elektron) ditandai “ – “.

Gambar 7.2a benda memiliki masing-masing 4 muatan positif

dan muatan negatif. Karena jumlah proton (+) sama dengan jumlah

elektron (-), maka benda tersebut termasuk benda netral. Gambar

7.2b benda memiliki 8 muatan positif dan 3 muatan negatif. Karena

jumlah proton (+) lebih banyak daripada jumlah elektron (-) atau

benda kekurangan elektron, maka benda tersebut termasuk ber-

muatan positif. Gambar 7.2c benda memiliki 3 muatan positif dan 7

muatan negatif. Karena jumlah proton (+) lebih sedikit daripada

jumlah elektron (-) atau benda kelebihan elektron, maka benda

tersebut termasuk bermuatan negatif. Muatan listrik dilambangkan

dengan huruf

. Satuannya dalam SI adalah coulomb (C).

B. MEMBUAT BENDA BERMUATAN LISTRIK

Kamu sudah mengetahui bahwa atom ada yang bermuatan

listrik dan ada yang netral. Demikian pula dengan benda. Benda

netral dapat dibuat menjadi bermuatan listrik dengan cara meng-

gosok. Mengapa hal itu dapat terjadi? Untuk memahami lebih jauh

membuat benda netral menjadi benda bermuatan listrik lakukan

Kegiatan 7.1 secara berkelompok. Sebelumnya, bentuklah satu

kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

memberi contoh peris-

tiwa yang menghasilkan

benda bermuatan listrik.

Tujuan Pembelajaran

DISKUSI

(Menumbuhkan Rasa Ingin Tahu)

Mengapa pengelompokkan muatan atom atau benda mengacu jumlah

elektron?

Gambar 7.2 a) Benda netral;

b) benda bermuatan positif; dan

c) benda bermuatan negatif

1. Kapan atom dikatakan netral?

2. Apakah yang terjadi jika benda ke-

lebihan muatan positif?

3. Kapan benda dikatakan bermuatan ne-

gatif?

4. Mengapa elektron dalam mengelilingi

inti atom tidak lepas dari lintasannya?

Listrik Statis

115

Cara Kerja:

1. Dekatkan penggaris plastik di dekat serpihan kertas kecil.

Amatilah serpihan kertas.

2. Gosoklah penggaris plastik dengan kain wol satu arah

selama beberapa kali. Dekatkan penggaris plastik pada

serpihan kertas kecil. Amatilah serpihan kertas.

3. Ulangi langkah 1 dan 2 dengan menggunakan sisir plastik.

Pertanyaan:

1. Perlakuan manakah yang menyebabkan penggaris plastik

atau sisir dapat menarik kertas?

2. Nyatakan kesimpulanmu dalam buku kerjamu.

Tujuan:

Membuat benda netral menjadi bermuatan listrik

Alat dan Bahan:

– Penggaris plastik

– Sisir plastik

– Kain wol

– Serpihan kertas kecil

Penggaris plastik yang semula dalam keadaan netral (tidak

bermuatan listrik), sehingga tidak mampu menarik serpihan kertas

kecil. Ketika penggaris plastik digosok kain wol berarti memberikan

energi kepada elektron untuk berpindah. Perpindahan elektron

terjadi pada kain wol menuju penggaris plastik. Penggaris plastik

akan bermuatan negatif karena mendapat sejumlah elektron dari kain

wol. Akibatnya penggaris plastik kelebihan elektron. Pindahnya

elektron pada kain wol mengakibatkan kain wol kekurangan elektron

sehingga kain wol bermuatan positif. Penggaris plastik yang telah

bermuatan listrik dapat menarik serpihan kertas kecil.

Tahukah kamu mengapa serpihan kertas dapat menempel

pada penggaris plastik? Untuk mengetahui jawabannya, ikutilah urai-

an berikut.

Benda bermuatan positif maupun negatif dapat menarik benda

netral. Benda yang bermuatan listrik berusaha memengaruhi muatan

yang tidak sejenis pada benda netral dan berupaya menarik ke arah-

nya. Akibatnya pada benda netral tersebut terjadi pemisahan muatan.

Peristiwa pemisahan muatan listrik pada benda netral akibat benda

bermuatan listrik didekatkan disebut induksi listrik.

Induksi (pengaruh) listrik ini dapat digunakan untuk membuat

benda netral menjadi bermuatan listrik. Benda bermuatan negatif jika

didekatkan benda netral akan menarik semua muatan positif benda

netral ke salah satu ujung, akibatnya ujung yang lain bermuatan

negatif. Jika muatan negatif dihubungkan dengan bumi kemudian

diputus, benda netral tadi akan berubah menjadi benda bermuatan

positif.

Gambar 7.3 Perpindahan

elektron dari kain wol ke

penggaris

116

Mari BIAS 3

Penggaris plastik yang digosok dengan kain wol dapat me-

narik kertas-kertas kecil. Serpihan kertas kecil dapat ditarik peng-

garis plastik yang telah bermuatan listrik negatif, karena kertas kecil

yang netral itu terinduksi oleh muatan negatif dari mistar plastik.

Elektron pada ujung kertas yang dekat dengan mistar akan ditolak

dan pindah ke bagian ujung lainnya. Adapun, muatan positif kertas

kecil akan ditarik dan berkumpul mendekati bagian ujung kertas

yang dekat dengan penggaris. Akibat perbedaan jenis muatan

tersebut, terjadilah tarik-menarik antara kertas dengan penggaris.

Karena penggaris memiliki jumlah muatan yang lebih banyak, maka

penggaris dapat menarik kertas kecil.

Kejadian yang sama terjadi pada batang kaca dan kain sutra

yang mula-mula merupakan dua benda netral. Jika batang kaca digo-

sok dengan kain sutra, elektron-elektron dari kaca akan berpindah

menuju kain sutra. Kaca menjadi bermuatan positif, karena keku-

rangan elektron. Kain sutra yang mendapat tambahan elektron akan

bermuatan negatif.

Jenis muatan yang dihasilkan bergantung jenis benda yang

digosok dan jenis benda yang digunakan untuk menggosok. Kain

wol dapat bermuatan positif jika digunakan untuk menggosok

penggaris plastik. Namun, kain sutra dapat bermuatan negatif jika

digunakan untuk menggosok kaca.

Kaca dan kain sutra mula-mula termasuk benda netral. Jika

batang kaca digosok dengan kain sutra, akan terjadi perpindahan

elektron dari kaca menuju kain sutra. Kaca akan kekurangan

elektron sehingga bermuatan positif.

1. Mengapa benda yang digosok dengan

benda lain akan bermuatan listrik?

2. Apakah setiap benda yang digosok de-

ngan benda lain akan bermuatan listrik?

3. Sebutkan bahan yang digosok dengan

kain wol menjadi bermuatan listrik

a. negatif,

b. positif.

4. Bermuatan apakah mika yang digosok

dengan rambut kering? Mengapa? Coba

jelaskan.

Penggaris dipegang

tangan

Gambar 7.4

Penggaris yang

sudah bermuatan listrik mampu

menarik serpihan kertas.

Gambar 7.5 Batang kaca dan kain sutra sebelum dan setelah digosok

kaca netral

kaca bermuatan positif

kain sutra netral

kain sutra bermuatan negatif

Listrik Statis

117

C. SIFAT-SIFAT MUATAN LISTRIK

Kamu sudah mengetahui bahwa benda bermuatan listrik, baik

positif atau negatif, dapat menarik serpihan kertas kecil. Bagaima-

nakah jika benda-benda yang bermuatan saling didekatkan? Untuk

mengetahui jawabannya cobalah melakukan kegiatan berikut secara

berkelompok. Sebelumnya, bentuklah satu kelompok yang terdiri 4

siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.

Tujuan:

Mengamati sifat dua benda bermuatan listrik.

Alat dan Bahan:

– Batang kaca

– Sisir plastik

– Ebonit

– Kain wol

– Statif

Cara Kerja:

1. Gosoklah batang kaca dengan kain wol, kemudian gan-

tungkan pada statif.

2. Sisirlah rambut keringmu dengan sisir plastik beberapa kali.

3. Dekatkan sisir plastik pada salah satu ujung batang kaca.

Amatilah ujung batang kaca?

4. Gosoklah ebonit dengan kain wol kemudian gantungkan pa-

da statif.

5. Dekatkan sisir plastik dengan ebonit. Amatilah ujung ebonit.

Pertanyaan:

1. Apakah reaksi batang kaca dengan sisir plastik dan ebonit

dengan sisir plastik berbeda? Mengapa?

2. Nyatakan kesimpulanmu dalam buku kerjamu.

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

melakukan percobaan

sederhana untuk

menunjukkan sifat

muatan listrik.

Tujuan Pembelajaran

Pada percobaan diperoleh bahwa batang kaca yang didekati

sisir plastik akan tarik-menarik. Hal ini terjadi akibat gosokan dengan

kain wol batang kaca bermuatan positif dan sisir plastik akan

bermuatan negatif. Dengan demikian, muatan yang tidak sama

(positif

–

negatif) apabila berdekatan akan saling menarik. Perbe-

daan terjadi pada ebonit dan sisir plastik. Ebonit yang didekati sisir

plastik akan tolak-menolak. Hal ini disebabkan jenis muatan listrik

yang dihasilkan akibat gosokan antara ebonit dan sisir plastik sama,

yaitu muatan negatif. Jadi, muatan yang sejenis (negatif – negatif)

jika berdekatan akan tolak-menolak.

Percobaan seperti Gambar 7.6 dan Gambar 7.7 menunjukkan

adanya gaya tarik-menarik dan gaya tolak-menolak antara muatan

dari benda yang berbeda, yaitu kaca dengan sisir plastik dan ebonit

dengan sisir plastik. Dapatkah gaya tarik-menarik dan gaya tolak-

menolak terjadi pada benda yang sama?

Gambar 7.6

Batang kaca

akan tarik-menarik dengan

sisir plastik

Benang

Kaca

Tarikan

Sisir plastik

118

Mari BIAS 3

Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antarmuatan

dapat terjadi pada benda yang sama, misalnya dua batang kaca. Jika

kedua batang kaca digosok dengan kain sutra dan didekatkan, akan

tolak-menolak, karena kedua benda bermuatan sejenis. Hal yang

sama dapat terjadi pada dua penggaris plastik yang digosok dengan

kain wol.

D. HUKUM COULOMB

Charles Augustin de Coulomb, seorang fisikawan berkebang-

saan Perancis, pada tahun 1785 pertama kali yang meneliti hubungan

gaya listrik dengan dua muatan dan jarak antara keduanya dengan

menggunakan sebuah neraca puntir. Untuk mengenang jasa Charles

A. de Coulomb, namanya digunakan untuk satuan internasional

muatan listrik, yaitu coulomb (C).

Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antara dua

muatan listrik disebut gaya Coulomb (

). Apabila dua muatan yang

berdekatan jenis muatannya sama, maka gaya Coulombnya berupa

gaya tolak-menolak. Sebaliknya, dua muatan yang berdekatan jenis

muatannya tak senama, maka gaya Coulombnya berupa gaya tarik-

menarik. Besar gaya Coulomb bergantung pada:

a. besar masing-masing muatan (

dan

b. kuadrat jarak antara dua muatan (

Tujuan belajarmu adalah

dapat:

menjelaskan secara

kualitatif hubungan

antara besar gaya

listrik, besar muatan

listrik, dan jarak antara

muatan listrik.

Tujuan Pembelajaran

1. Apakah yang terjadi apabila batang

plastik dan batang ebonit yang digosok

dengan kain bulu saling berdekatan?

2. Apakah yang terjadi apabila batang ka-

ret keras dan batang kaca yang digo-

sok dengan kain sutra saling berdekat-

an?

3. Apakah yang terjadi apabila batang

plastik dan batang kaca yang digosok

dengan kain bulu saling berdekatan?

4. Penggaris plastik bermuatan listrik me-

nolak batang ebonit yang digosok de-

ngan kain wol dan menarik batang kaca

yang digosok dengan kain sutra.

a. Apakah jenis muatan listrik peng-

garis plastik?

b. Apakah jenis muatan batang ebonit?

c . Apakah jenis muatan batang kaca?

d. Apakah yang terjadi jika batang

ebonit berdekatan dengan batang

kaca?

Gambar 7.7

Batang ebonit dan

sisir plastik akan saling menolak

Benang

Ebonit

Sisir plastik

Tolakan

Listrik Statis

119

Hukum Coulomb berbunyi:

besar gaya tolak-menolak atau

gaya tarik-menarik antara dua benda bermuatan listrik, ber-

banding lurus dengan besar masing-masing muatan listrik dan

berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda

bermuatan

Secara matematik Hukum Coulomb dirumuskan:

Dengan:

= gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik dalam satuan

newton (N)

= besar muatan pertama dalam satuan coulomb (C)

= besar muatan kedua dalam satuan coulomb (C)

= jarak antara dua benda bermuatan dalam satuan meter (m)

= konstanta pembanding besarnya 9

1. Dua muatan sejenis

besarnya + 2

-6

dan + 6

-4

C. Jika

jarak kedua muatan

6 cm, berapakah gaya

Coulomb yang dialami

kedua muatan?

Penyelesaian

Diketahui:

= 2

-6

= 6

-4

= 6 cm = 6

-2

Ditanya:

Jawab:

2 10

6 10

9 10

(6 10 )

−−

−

× ××

964

9 10

2 10

6 10

36 10

−−

−

× ×× ××

3 10 N

Gambar 7.9

Arah gaya Cou-

lomb dua muatan listrik yang

tak sejenis.

Gambar 7.8

Arah gaya Cou-

lomb dua muatan listrik yang

sejenis.

2. Dua buah muatan

besarnya

dan

berada pada jarak

memiliki gaya Cou-

lomb sebesar

Berapakah besar gaya

Coulomb, jika:

a. muatan pertama

diperbesar 6 kali,

b. jarak kedua muatan

diperbesar 4 kali.

Penyelesaian

Pada kondisi awal

dan

berlaku

a. Pada kondisi muatan diperbesar:

= 6Q

menyebabkan gaya Coulomb berubah menjadi

′

berlaku

′

120

Mari BIAS 3

b. Pada kondisi jarak diperbesar

′

= 4

menyebabkan

gaya Coulomb berubah menjadi

′

berlaku

′

(r )

( r)

PENERAPAN LISTRIK STATIS

1. Petir (Halilintar)

Sebelum hujan badai awan dalam kondisi netral, jumlah

proton sama dengan jumlah elektron. Ketika hujan badai terjadi ge-

sekan antara partikel-partikel awan dengan udara sehingga menye-

babkan awan bermuatan listrik. Apabila awan melewati gedung yang

tinggi, muatan negatif di dasar awan akan menginduksi bangunan

gedung hingga muatan positif bergerak ke atas terkumpul di puncak

gedung. Adapun, muatan negatif ditolak ke dasar gedung. Perbedaan

1. Dua muatan sejenis besarnya

+ 3

-6

C dan + 64

-4

C. Jika

besar gaya Coulomb yang dialami ke-

dua muatan sebesar 27.000 N, berapa-

kah jarak kedua muatan?

2. Dua buah muatan berada pada jarak

memiliki gaya Coulomb

. Berapakah

besar gaya Coulomb jika kedua muatan

jaraknya diubah menjadi 2 kali semula?

3. Dua buah muatan sejenis masing-

masing

berada pada jarak

memiliki

gaya Coulomb

. Berapakah besar gaya

Coulomb jika kedua muatannya diubah

menjadi 2

Ketika hujan badai

jangan:

– berenang di laut;

– berteduh di bawah pohon

yang tinggi;

– bermain di tanah lapang

yang luas;

– membawa benda-benda

dari logam.

Listrik Statis

121

jenis muatan antara awan dengan puncak gedung menyebabkan

medan listrik. Apabila muatan pada awan bertambah, gaya

elektrostatis akan memaksa muatan negatif meloncat secara tiba-

tiba dari dasar awan ke puncak gedung yang disertai dengan bunga

api listrik. Apabila hal itu terjadi, maka dikatakan gedung tersambar

petir. Pelepasan muatan listrik secara tiba-tiba menghasilkan bunga

api listrik yang disebut petir. Loncatan muatan melalui udara meng-

hasilkan cahaya sangat kuat dan panas yang menyebabkan udara

memuai mendadak. Pemuaian udara yang mendadak menghasilkan

bunyi ledakan menggelegar yang disebut guntur. Petir dapat terjadi

dari awan ke bumi (seperti Gambar 7.11), dari bumi ke awan, atau

dari awan ke awan.

Orang yang pertama kali menyatakan bahwa petir merupakan

listrik statis adalah Benjamin Franklin pada tahun 1700. Dalam

penyelidikannya, dia mengungkapkan bahwa listrik statis dapat

bergerak cepat pada bahan-bahan tertentu dan permukaan runcing

lebih banyak menarik elektron daripada permukaan datar. Bagai-

manakah menyelamatkan bangunan tinggi dari bahaya petir?

Untuk menghindari bahaya petir di atas gedung perlu dipa-

sang penangkal petir yang terbuat dari tembaga yang ditancapkan ke

dalam tanah. Adapun, tembaga yang berujung runcing dipasang pada

ujung bangunan.

2. Generator Van de Graff

Generator Van de Graff adalah mesin pembangkit listrik yang

biasa dipakai untuk penelitian di laboratorium. Meskipun jarang

ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, kamu dapat mengetahui

perihal generator tersebut melalui uraian berikut.

Generator Van de Graff terdiri atas:

a. dua ujung runcing yang terdapat di bagian atas dan bawah,

b. sebuah silinder logam yang terdapat di bagian bawah,

c . sebuah silinder politilen yang terdapat di bagian atas,

Gambar 7.10 Proses terjadinya petir

awan netral

awan bermuatan

awan melewati gedung

terjadi

Gambar 7.11

Prinsip kerja

penangkal petir

pengalir

petir

122

Mari BIAS 3

d. sabuk karet yang menghubungkan kedua silinder,

e. konduktor berongga berbentuk bola (kubah).

Generator Van de Graff prinsip kerjanya sama dengan

menghasilkan muatan listrik dengan cara menggosok (metode

gesekan). Gesekan antara sabuk karet dengan silinder logam bagian

bawah menimbulkan muatan listrik negatif pada sabuk karet.

Gesekan antara sabuk karet dengan silinder politilen bagian atas

menimbulkan muatan listrik positif pada sabuk karet. Gerakan sabuk

karet ke atas membawa muatan negatif mengalir ke kubah melalui

ujung runcing di bagian atas. Elektron akan tersebar menempati

seluruh permukaan kubah. Pada kubah bagian dalam tidak terdapat

elektron. Adapun, gerakan sabuk karet ke bawah membawa muatan

positif. Muatan positif sabuk karet ini mengalir melalui ujung

runcing bawah ke tanah untuk dinetralkan. Silinder logam bawah

dijalankan dengan motor listrik, sehingga sabuk karet terus-menerus

bergerak, menghasilkan muatan negatif mengalir ke kubah, sehingga

terbentuk muatan listrik yang besar pada kubah generator Van de

Graff.

1. Atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron.

2. Massa dan muatan atom berpusat pada intinya, yang disebut inti atom

(nukleon). Inti atom terdiri atas proton dan neutron, sedangkan

elektron beredar mengelilingi inti atom.

3. Benda yang kekurangan elektron disebut benda bermuatan positif.

4. Benda yang kelebihan elektron disebut benda bermuatan negatif.

5. Benda yang memiliki jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya

disebut benda netral.

Gambar 7.12

Generator Van de Graff

silinder

politen

ujung

lancip

bola logam

berongga

(kubah)

silinder logam

ujung lancip

Listrik Statis

123

atom

partikel-partikel yang sangat kecil sebagai penyusun

suatu zat (benda).

elektron

partikel bermuatan negatif.

generator

mesin pembangkit listrik

guntur

bunyi ledakan yang menggelegar akibat pemuaian udara

secara tiba-tiba.

induksi listrik

proses pemisahan muatan listrik dalam suatu benda yang

berbeda didekatkan dengan benda bermuatan.

neutron

partikel tak bermuatan listrik.

petir

loncatan bunga api listrik yang besar dari awan.

proton

partikel bermuatan positif.

6. Sebuah benda dapat dimuati listrik dengan cara menggosok benda itu

dengan benda-benda tertentu.

7. Ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif.

8. Jika dua muatan listrik yang sejenis didekatkan satu sama lain, akan

saling menolak. Akan tetapi, jika dua muatan listrik tidak sejenis

didekatkan satu sama lain maka akan saling menarik.

Apabila kamu sudah membaca isi bab ini dengan baik, seha-

rusnya kamu sudah dapat mengerti tentang hal-hal berikut.

1. Cara memberi muatan listrik.

2. Interaksi antarmuatan listrik

3. Hukum Coulomb

Apabila masih ada materi yang belum kamu pahami, tanyakan

pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah bab selanjutnya.

124

Mari BIAS 3

Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu

A. Pilihlah salah satu jawaban yang benar.

1. Benda yang kelebihan elektron akan ber-

muatan ....

a. negatif

c . netral

b. positif

d. positron

2. Inti atom terdiri atas ....

a. proton dan elektron

b. proton dan neutron

c . neutron dan elektron

d. proton, neutron, dan elektron

3. Muatan yang beredar mengelilingi inti

atom disebut ....

a. elektron

c .

neutron

b. proton

d. positron

4. Benda X bermuatan positif dan benda Y

bermuatan negatif. Jika kedua benda sa-

ling berdekatan maka ....

a. benda X dan Y akan tarik-menarik

b. benda X dan Y akan tolak-menolak

c . benda X menolak benda Y

d. benda X dan Y tidak terjadi interaksi

5. Benda dikatakan bermuatan positif jika

....

a. dapat menarik benda lain

b. kekurangan proton

c . kelebihan elektron

d. kekurangan elektron

6. Kaca yang semula netral setelah digosok

dengan kain sutra akan ....

a. kekurangan elektron

b. kelebihan elektron

c . mempunyai jumlah elektron dan pro-

ton sama

d. kekurangan neutron

7. Benda dikatakan netral jika ....

a. jumlah proton lebih banyak daripada

elektron

b. jumlah elektron lebih banyak daripada

proton

c . jumlah proton sama dengan jumlah

elektron

d. jumlah neutron sama dengan jumlah

proton

8. Berikut ini yang bukan gejala listrik statis

adalah ....

a. balon menempel di dinding setelah

digosokkan ke rambut

b. bulu badan tertarik oleh pakaian yang

baru saja diseterika

c . kedua telapak tangan terasa panas

setelah saling digosokkan

d. ujung sisir mampu menarik serpihan

kertas setelah digunakan untuk ber-

sisir

9. Gaya tarik atau gaya tolak antara dua

muatan yang saling berdekatan disebut

....

a. gaya Lorentz

c . gaya gravitasi

b. gaya Coulomb

d. gaya magnet

10. Fiberglass digosok dengan kain sutra di-

gantung dengan tali. Ebonit yang telah

digosok dengan bulu binatang didekat-

kan fiberglass. Interaksi yang benar an-

tara fiberglass dengan ebonit ditunjukkan

pada gambar ....

fiberglass

ebonit

fiberglass

ebonit

Listrik Statis

125

11. Pemisahan muatan listrik positif maupun

negatif pada benda netral akibat penga-

ruh benda bermuatan listrik di dekatnya

disebut ....

a. induksi elektromagnetik

b. induksi listrik

c . GGL induksi

d. arus induksi

12. Alat yang digunakan untuk menimbulkan

muatan listrik yang besar disebut ....

a. dinamo

b. generator

c . transformator

d. generator Van de Graff

13.

Jika elektroskop (alat

untuk mengetahui je-

nis muatan listrik) da-

lam keadaan netral di-

dekati benda yang ber-

muatan negatif, daun

elektroskop akan ....

a. membuka, karena kedua daun bermu-

atan positif

b. membuka, karena kedua daun bermu-

atan negatif

c . menutup, karena kedua daun bermu-

atan positif

d. menutup, karena kedua daun bermu-

atan negatif

14. Sebatang kaca bermuatan positif dide-

katkan kepala elektroskop yang ber-

muatan negatif. Pada elektroskop terjadi

....

a. daun elektroskop bertambah mekar

b. daun elektroskop menguncup

c . dinding elektroskop bermuatan positif

d. bunga api terbentuk antara batang ka-

ca dengan kepala elektroskop

15. Sebatang plastik bermuatan negatif dide-

katkan elektroskop bermuatan negatif.

Jika kepala elektroskop disentuh dengan

jari maka ....

a. daun elektroskop kembali seperti se-

mula

b. daun elektroskop bertambah mekar

c . daun elektroskop tidak berubah

d. daun elektroskop menguncup

16. Salah satu faktor yang memengaruhi be-

sarnya gaya Coulomb adalah ....

a. jarak kedua muatan

b. jenis kedua muatan

c . arah kedua muatan

d. bentuk kedua muatan

17. Gambar berikut yang menunjukkan in-

duksi listrik yang benar adalah ....

fiberglass

ebonit

fiberglass

ebonit

126

Mari BIAS 3

1. Sebutkan tiga cara membuat benda ne-

tral menjadi bermuatan listrik.

2. Mengapa berteduh di bawah pohon yang

tinggi pada saat hujan lebat merupakan

tindakan yang membahayakan?

3. Jelaskan proses benda tertentu dapat

bermuatan listrik jika digosok.

4. Tentukan besar gaya tolak atau gaya

garik, jika muatan listrik benda A dan B

serta jarak antara keduanya diketahui.

5. Dua muatan jaraknya diubah menjadi

setengah kali semula. Berapa kalikah

besar gaya listrik statis yang baru?

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas.

18. Awan-awan di langit dapat bermuatan

listrik, karena ....

a. awan menerima muatan dari lapisan

ionosfer

b. awan menerima muatan dari partikel-

partikel udara di sekitarnya

c . partikel-partikel awan bergesekan de-

ngan partikel udara

d. uap air yang mengalami kondensasi

membentuk awan bermuatan

19. Dua muatan masing-masing sebesar

-6

C terpisah pada jarak 3 mm.

Gaya interaksi yang timbul sebesar ...

(

= 9

)

a. 36 N

c . 3,6

b. 108 N

d. 1,08

20. Pernyataan berikut yang

tidak

mene-

rangkan muatan listrik statis dengan be-

nar adalah ....

a. bahan yang netral memiliki jumlah

muatan positif dan negatif yang sama

b. muatan listrik statis tidak dapat meng-

alir secara bebas

c . bahan netral yang kehilangan elektron

akan bermuatan negatif

d. pemindahan elektron terjadi pada ben-

da netral yang digosok