Gambar Sampul IPA · Bab 7 Listrik Statis
IPA · Bab 7 Listrik Statis
Diana

23/08/2021 05:50:27

SMP 9 K 13

Lihat Katalog Lainnya
Halaman

Bab 7 - Listrik Statis

107

Bab

7

Listrik Statis

Peta Konsep

Bioteknologi

mengkaji

Coba kamu amati Gambar 7.1! Pada gambar tersebut,

seseorang sedang menggosokkan penggaris plastik ke

rambutnya. Penggaris tersebut akan bermuatan listrik.

Apakah kamu tahu, apa yang dimaksud dengan muatan

listrik? Bagaimanakah sifat-sifatnya? Adakah cara lain untuk

membuat muatan listrik? Bagaimanakah cara menghitung

besarnya gaya listrik antara dua benda bermuatan listrik?

Ayo temukan jawabannya dengan mempelajari bab ini.

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan kamu dapat

mendeskripsikan pengertian muatan listrik dan sifat-sifat

muatan listrik, melakukan percobaan sederhana untuk

mendemonstrasikan proses muatan listrik, menjelaskan

hubungan antara benda bermuatan listrik, serta menyebutkan

contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari.

Gambar 7.1

Menggosokkan

penggaris plastik ke

rambut

Sumber:

image.google.co.id

contohnya

Elektroskop

diuji dengan

memiliki

Sifat-sifat muatan listrik

dihasilkan

melalui

Muatan listrik

Hukum

Coloumb

Menggosok

Induksi

Konduksi

Petir

Mesin fotokopi

Pengecatan mobil

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

108

Pelajaran listrik statis merupakan pelajaran yang

membahas tentang muatan listrik yang untuk sementara

diam pada suatu benda. Kajian tentang listrik statis pertama

kali dilakukan oleh seorang matematikawan Yunani kuno

bernama

Thales of Miletus

(625-574 SM). Ia menggosokkan

batu ambar pada kain wol dan mendekatkannya pada benda

ringan, seperti bulu ayam. Saat itu, bulu ayam tersebut terbang

dan menempel pada batu ambar. Dari kata batu ambar inilah

istilah listrik berasal. Listrik

(electricity)

diambil dari kata

elektron, yang dalam bahasa Yunani berarti batu ambar.

A. Muatan Listrik

Atom sebagai unsur penyusun zat pada dasarnya

tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil, disebut

partikel subatom. Terdapat tiga jenis partikel subatom yang

penting dan perlu kita kenali, yaitu proton, neutron, dan

elektron.

Subpartikel atom yang memiliki sifat sama, yaitu proton

dan elektron, kemudian disebut sebagai muatan listrik.

Muatan listrik ibarat udara yang tidak bisa dilihat, tetapi

bisa dirasakan. Akibatnya, penelitian mengenai muatan

listrik hanya bisa dilakukan berdasarkan efek reaksi yang

diberikannya. Alat yang digunakan untuk mengetahui

adanya muatan listrik disebut elektroskop.

Besar muatan listrik proton dan elektron adalah

sama, tetapi jenisnya berbeda. Muatan listrik ini pertama

kali ditemukan oleh

Benjamin Franklin

. Ia kemudian

memberikan tanda (+) atau (-) pada muatan listrik yang tak

mengandung arti

fi

sis. Jenis muatan listrik proton adalah

positif (+), neutron adalah netral, dan elektron adalah (-).

Untuk dapat mengamati efek dari muatan listrik, lakukanlah

kegiatan berikut.

Sumber:

image.google.co.id

Gambar 7.2

Benjamin Franklin

Lakukan aktivitas berikut dengan temanmu.

Tujuan

: Mengamati keberadaan muatan listrik.

Alat dan bahan : Sisir plastik, kertas, kain wol.

Langkah kerja:

1.

Buatlah sobekan kertas berupa potongan yang sangat kecil, lalu simpan di

atas meja.

2.

Dekatkan (tidak sampai menyentuh kertas) sisir plastik pada sobekan kertas

tersebut, lalu amati apa yang terjadi!

Aktivitas Siswa

Bab 7 - Listrik Statis

109

3.

Gosok-gosokkan sisir plastik pada kain wol untuk beberapa lama.

4.

Dekatkan kembali sisir plastik pada sobekan kertas tadi, lalu amati apa yang

terjadi pada sobekan kertas itu.

5.

Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan yang telah kamu lakukan!

Apabila kegiatan pada Aktivitas Siswa dilakukan

dengan benar, kamu dapat mengamati bahwa ketika sisir

plastik didekatkan pada sobekan kertas, sobekan kertas akan

menempel pada sisir plastik yang telah digosok-gosokkan

pada kain wol, tetapi tidak menempel pada sisir plastik yang

belum digosokkan. Sebelum sisir plastik digosokkan, muatan

listrik pada sisir tersebut berada dalam keadaan seimbang.

Saat digosokkan, terjadi perpindahan muatan listrik dari

kain wol ke sisir. Muatan listrik yang berpindah adalah

elektron. Dengan demikian, sisir plastik tersebut bermuatan

negatif (-) sehingga dapat menarik sobekan kertas untuk

menempel padanya.

1. Sifat-Sifat Muatan Listrik

Sifat-sifat yang dimiliki muatan listrik adalah:

a) M

ua

tan listrik yang sejenis (negatif dengan negatif atau

positif dengan positif) jika didekatkan akan saling tolak-

menolak.

b

)

Muatan listrik yang tidak sejenis (negatif dengan positif)

jika didekatkan akan saling tarik-menarik.

Untuk memahami sifat-sifat dari muatan listrik ini,

lakukanlah kegiatan berikut.

I

nfo

Muatan listrik yang

sejenis saling tolak-

menolak dan muatan

listrik yang tidak sejenis

saling tarik menarik.

Bentuklah kelompok terdiri atas 4-5 orang.

Tujuan

: Mengamati interaksi dua benda bermuatan listrik.

Alat dan bahan : 2 mistar plastik, 2 batang kaca, kain wol kering, kain (sutra)

kering, benang, statif.

Langkah kerja:

1.

Gosokkanlah kedua mistar plastik dengan kain wol ke satu arah (tidak

bolak-balik) selama 10-20 detik.

2.

Gantungkan salah satu mistar dengan benang pada statif.

3.

Dekatkan mistar plastik yang lain pada mistar plastik yang digantung. Amati

interaksi yang terjadi antara kedua mistar tersebut.

4. Ulangi langkah 1-3

dengan mengganti mistar plastik oleh batang kaca, dan

kain wol oleh kain (sutra) kering.

Aktivitas Siswa

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

110

Gambar 7.3

5. Gosokkan mistar plastik pada kain wol, lalu

gantungkan kembali. Kemudian, gosokkan batang

kaca dan dekatkan pada mistar plastik yang telah

digantung. Amati interaksi yang terjadi.

6. Gosokkan batang kaca pada kain (sutra) kering,

lalu gantungkan kembali. Setelah itu, gosokkan

sebuah mistar plastik pada kain wol dan dekatkan

pada batang kaca yang telah digantung. Amati

interaksi yang terjadi.

Buatlah kesimpulan dari kegiatan tadi!

Pada kegiatan tersebut, mistar plastik yang telah

digosokkan akan bermuatan negatif, sedangkan batang kaca

yang telah digosokkan akan bermuatan positif. Saat dua buah

mistar plastik atau batang kaca saling didekatkan, keduanya

saling tolak-menolak. Namun, saat kita mendekatkan satu

batang kaca pada mistar yang muatan listriknya berbeda,

keduanya akan saling tarik-menarik.

2. P

emuatan Listrik

Terdapat tiga cara

untuk proses pemuatan listrik, yaitu

menggosok, induksi, dan arus listrik. Untuk lebih memahami

ketiganya, pelajarilah uraian di dalam tabel berikut ini.

Tabel 7.1

Cara Membuat Muatan Listrik

Menggosok

Cara ini dapat dilakukan dengan menggosokkan dua benda dalam

satu arah. Cara ini disebut juga metode gesekan. Jenis muatan yang

diperoleh dengan metode gesekan, di antaranya:

1.

Benda berbahan plastik akan bermuatan negatif jika digosokkan

pada kain wol.

2.

Benda berbahan ebonit akan bermuatan negatif jika digosokkan

pada kain wol.

3.

Benda berbahan kaca akan bermuatan negatif jika digosokkan

pada kain sutra.

Induksi

Metode ini dilakukan untuk memisahkan muatan listrik di dalam

suatu penghantar dengan cara mendekatkan benda lain yang ber-

muatan listrik pada penghantar tersebut. Dengan cara induksi, mua-

tan listrik yang dihasilkan akan berbeda jenis dengan muatan listrik

pada benda yang digunakan untuk menginduksi. Contohnya adalah

pemisahan muatan listrik pada elektroskop yang didekati oleh mi-

star plastik yang telah digosokkan pada kain wol. Pada induksi ini,

muatan listrik yang dihasilkan elektroskop adalah muatan positif

karena muatan listrik dari mistar plastik sebagai penghantar adalah

muatan negatif.

Bab 7 - Listrik Statis

111

Konduksi

Metode ini hanya dapat dilakukan pada benda yang terbuat dari ba-

han-bahan tertentu. Dalam metode ini, untuk menghasilkan muatan

listrik, kedua benda harus mengalami kontak langsung agar sejum-

lah elekton mengalir dari satu benda ke benda yang lainnya.

Bahan yang dapat mengalirkan sejumlah elektron secara bebas pada

bahan lain disebut konduktor. Berdasarkan kekuatannya, bahan

konduktor terbagi dua, yaitu konduktor baik dan konduktor kurang

baik. Bahan yang termasuk konduktor baik adalah logam, khusus-

nya aluminium, tembaga, dan perak. Sedangkan, bahan yang terma-

suk konduktor kurang baik adalah air, badan manusia, dan tanah.

Sementara itu, bahan yang tidak dapat mengalirkan elektron pada

bahan lain disebut isolator. Bahan yang termasuk isolator di anta-

ranya karet, plastik-plastik seperti PVC, politen, dan perspek.

3. Elektroskop

Elektroskop adalah alat yang digunakan untuk

mengetahui adanya muatan listrik pada suatu benda.

Salah satu jenis elektroskop yang sering digunakan adalah

elektroskop daun. Bagian penting elektroskop daun adalah

sebuah tangkai logam dari bagian logam kuningan dengan

ujung bawah berbentuk pipih. Pada ujung ini ditempatkan

dua helai logam sangat tipis yang terbuat dari bahan

aluminium atau emas, biasa disebut dengan bagian daun.

Ujung atas berbentuk cakram atau bola yang berfungsi

sebagai penghantar muatan dan kotak kaca.

B. Hukum Coloumb

Hukum Coloumb adalah aturan yang mengemukakan

tentang hubungan antara gaya listrik dan besar masing-

masing muatan listrik. Nama Coloumb diambil dari nama

fi

sikawan yang pertama kali mengamati gaya tarik-menarik

atau tolak-menolak benda bermuatan listrik, yaitu

Charles

Augustin de Coloumb

(1736-1804). Dalam pengamatannya,

ia melakukan percobaan menggunakan alat yang bernama

neraca puntir

. Berdasarkan percobaan ini, Coloumb

mengemukakan suatu aturan atau hukum yang berbunyi:

“Gaya listrik (tarik-menarik atau tolak-menolak) antara dua

muatan sebanding dengan besar muatan listrik masing-masing

dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara kedua

muatan listrik.”

Secara matematis, Hukum Coloumb dapat ditulis dalam

persamaan:

Gambar 7.4

Elektroskop

Sumber:

Encarta 2005

Gambar 7.5

Neraca puntir

Sumber:

Encarta 2005

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

112

F

————

F

=

k

———— atau

F

= ————

————

Q

1

Q

2

r

2

Q

1

Q

2

r

2

1

4

πε

0

dengan:

F

= gaya Coloumb (Newton = N)

Q

1

,Q

2

= muatan listrik benda 1 dan 2

(Coloumb = C)

r

= jarak antara dua muatan listrik (m)

k

= konstanta pembanding = konstanta gaya

Coloumb

= 9 × 10

9

Nm

2

C

-2

ε

0

= permitivitas ruang hampa

= 8,854 × 10

-12

C

2

N

-1

m

-2

Pada umumnya, nilai permitivitas (

ε

) medium selain

udara atau ruang hampa atau zat lainnya, lebih besar

daripada permitivitas ruang hampa (

ε

0

), dinotasikan

ε

>

ε

0

.

Perbandingan antara

ε

dan

ε

0

disebut konstanta dielektrik

suatu zat dan diberi lambang

k

. Jadi,

k

= — dan gaya

Coloumb benda itu adalah:

Q

1

Q

2

r

2

ε

ε

0

Konstanta dielektrik beberapa zat dapat kamu lihat

pada tabel berikut.

F

= ——— . ———

1

4

πε

Q

1

Q

2

r

2

Pikirkanlah

Mengapa nilai

permitivitas (

ε

)

medium selain

udara lebih besar

daripada permitivitas

ruang hampa

(

ε

0

)? Pikirkanlah

jawabannya!

!

Tabel 7.2

Konstanta Dielektrik Bahan

Nama Bahan

Konstanta Dielektrik (k)

Hampa udara

1

Udara kering 1 atm

1,0006

Karbon tetrakhlorida

2,24

Lilin

2,25

Benzena

2,28

Karet

2,5-3,5

Mika

2,5-7,0

Ambar

2,65

Minyak kastor

4,67

Metil alkohol

33,1

Gliserin (15° C)

56

Air

80

Bab 7 - Listrik Statis

113

Contoh:

1.

Dua keping logam bermuatan listrik masing-masing

+2 × 10

-9

C dan +3 × 10

-9

C terpisah sejauh 3 cm.

Berapakah besar gaya tolak-menolak kedua logam

tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

Q

1

= 2 × 10

-9

C

Q

2

= 3 × 10

-9

C

r

= 3 cm = 0,03 m

k

= 9 × 10

9

Nm

2

C

-2

Ditanya :

F

Jawab:

F

=

k

———

F

=

k

—–

F

= 9 × 10

9

—————————– = 6 × 1 0

-5

N

Jadi, besar gaya tolak-menolaknya adalah 6 × 10

-5

N.

2.

Dua buah muatan listrik yang sama terpisah sejauh

6 cm dan saling tolak-menolak dengan gaya 12 N.

Berapakah muatan listriknya?

Penyelesaian:

Diketahui:

r

= 6 cm = 0,06 m

F

= 12 N

k

= 9 × 10

9

Nm

2

C

-2

Ditanya:

Q

1

dan

Q

2

Jawab:

Karena muatan listriknya sama, maka

Q

1

=

Q

2

=

Q

F

=

k

———

F

=

k

—–

Q

2

= —– = ————— = 4 8 × 1 0

-13

C

2

Q

= 48 × 10

-13

C

2

= 2,19 × 10

-6

C

Jadi, besarnya muatan adalah 2,19 × 10

-6

C.

Q

1

Q

2

r

2

Q

2

r

2

(2 × 10

-9

)(3 × 10

-9

)

(0,03)

2

Q

1

Q

2

r

2

Q

2

r

2

Fr

2

k

(12)(0,06)

2

9 × 10

9

S

ahabatku,

Ilmuwan

Charles Augustin

de Coulomb

(1736-

1806) adalah ahli

fi

sika dari Prancis

yang mempelopori

teori elektrik.

Ia dilahirkan di

Angoulême. Ia

merupakan ahli

mesin militer Prancis

di India Barat, tetapi

mengundurkan

diri dan kembali

ke Blois, Prancis,

pada waktu terjadi

Revolusi Prancis

dengan tujuan

untuk melanjutkan

risetnya di bidang

kemagnetan, friksi,

dan listrik. Pada

1777, ia menemukan

neraca puntir

untuk mengukur

kekuatan interaksi

antara dua muatan

yang mengandung

muatan listrik.

Berdasarkan hasil

penelitiannya, ia

berhasil membuat

sebuah formula yang

sekarang dikenal

sebagai Hukum

Coulomb, yang

mengatur interaksi

antarmuatan listrik.

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

114

1. Dua keping logam masing-masing bermuatan

Q

1

= 2 × 10

-9

dan

Q

2

= 4 ×

10

-9

. Jika kedua muatan tersebut saling tarik-menarik dengan gaya 12 N,

berapakah jarak antara kedua keping logam tersebut?

2.

Dua buah muatan yang terpisah sejauh

r

meter saling tarik-menarik sebesar

F

. Berapakah besar gaya listrik antara kedua muatan tersebut ketika terpisah

sejauh 2

r

meter?

M

enguji Diri

C. Listrik Statis dalam Kehidupan Sehari-Hari

Listrik statis yang dapat kita jumpai dalam kehidupan

sehari-hari ada yang terjadi secara alami, ada pula yang

buatan. Munculnya petir ketika hujan merupakan salah

satu bukti keberadaan listrik statis yang muncul secara

alami, tanpa ada campur tangan manusia secara langsung.

Sedangkan, listrik statis yang terjadi secara buatan di

antaranya listrik yang digunakan dalam proses pengecatan

mobil dan pada mesin fotokopi.

1. Petir

Pet

ir merupakan peristiwa lepasnya muatan listrik

statis yang terjadi secara dramatik dan alamiah. Peristiwa

ini akibat dari keluarnya muatan-muatan listrik dari benda,

dalam hal ini adalah awan. Pelepasan listrik statis kadang-

kadang terjadi secara perlahan dan tenang. Namun, sesekali

berlangsung cepat disertai percikan cahaya atau suatu bunyi

ledakan. Percikan cahaya yang muncul ini disebut dengan

kilat.

Gambar 7.6

Kilat

Sumber:

Encarta 2005

I

nfo

Awan memiliki muatan

listrik yang sangat

besar.

Bab 7 - Listrik Statis

115

Petir terjadi akibat adanya dua awan bermuatan

listrik sangat besar dan berbeda jenis yang bergerak saling

mendekati. Lalu, bagaimana awan dapat memiliki muatan

listrik yang sangat besar? Pada awan hitam yang merupakan

gumpalan air hujan, berhembus angin yang sangat kencang.

Akibatnya, partikel-partikel di dalam awan yang bercampur

debu, garam dari lautan, dan lain-lain, saling bertabrakan.

Tabrakan ini menyebabkan lepasnya elektron dari partikel-

partikel tersebut. Partikel yang kehilangan elektron

bermuatan positif dan yang mendapat tambahan elektron

bermuatan negatif. Akibatnya, awan yang memuat partikel

tersebut akan menyimpan muatan listrik yang sangat besar.

Muatan listrik negatif turun ke bagian dasar awan dan

muatan positif naik ke bagian atas.

Ketika awan melewati sebuah bangunan, terutama

yang tinggi, bagian bawah awan yang merupakan tempat

terkumpulnya muatan negatif menginduksi bagian atas

bangunan sehingga menyebabkan bagian atas bangunan

ini bermuatan positif dan muatan negatif bangunan dipaksa

turun ke bagian bawah bangunan.

Karena muatan pada kedua benda ini berlainan jenis

berdasarkan sifat muatan, maka masing-masing muatan akan

saling menarik satu sama lain. Saat itu, elektron melompat

ke bagian atas bangunan dan menimbulkan kilat dengan

energi panas yang sangat besar dan seringkali disertai

bunyi menggelegar yang disebut petir. Selain bangunan,

benda lain yang ada dan menjulang tinggi di permukaan

bumi akan mengalami peristiwa yang sama. Benda yang

terinduksi awan hingga menyebabkan timbulnya loncatan

bunga api listrik (kilat) biasa disebut sebagai benda yang

terkena sambaran petir.

Untuk menghindari bahaya yang diakibatkan oleh

sambaran petir,

Benjamin Franklin

, orang pertama yang

mengamati bahwa petir tak lain adalah listrik statis membuat

alat yang ditujukan sebagai penangkal petir. Ia mengusulkan

untuk menggunakan batang logam runcing yang ditaruh di

atas benda yang akan dihindarkan dari petir, biasanya benda

yang berupa bangunan, seperti gedung. Alat penangkal petir

terdiri atas batang logam runcing yang disimpan di atap

bangunan, lempeng logam tembaga yang tertanam dalam

tanah sekitar kedalaman 2 meter, dan kawat penghantar

sebagai penghubung batang logam dan lempeng tembaga.

Bagian ujung penangkal terbuat dari logam yang merupakan

konduktor. Aliran ion positif dari logam yang runcing ini

menuju ke awan sehingga dapat mengurangi muatan listrik

Pikirkanlah

Mengapa penangkal

petir harus dibuat dari

logam yang ujungnya

runcing? Bagaimana

benda tersebut dapat

menjadi penangkal

petir? Kemukakan

pendapatmu!

!

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

116

induksi pada atap bangunan dan menetralkan beberapa

muatan listrik negatif pada awan. Ini dapat mengurangi

kesempatan atap gedung tersambar petir. Jika petir masih

menyambar, kawat penghantar pada alat ini menjadi jalan

untuk elektron-elektron bergerak menuju ke dalam tanah

tanpa merusak bangunan.

2. Pengecatan Mobil

Di negara kita, saat ini motor dan mobil tak lagi menjadi

barang istimewa. Setiap harinya ribuan kendaraan melintas

di jalan. Untuk memperoleh mobil dengan warna yang

diinginkan, pengecatan pun dilakukan. Pengecatan mobil

dengan menggunakan penyemprotan cat elektrostatis banyak

digunakan untuk memperoleh hasil yang maksimal. Pada

proses ini, butiran cat yang berupa aerosol akan bermuatan

listrik ketika bergesekan dengan mulut penyemprot.

Butiran-butiran cat ini akan ditarik menuju badan mobil

yang ditanahkan selama penyemprotan. Hasilnya dijamin

pengecatan akan sampai pada bagian yang paling sukar

dicapai apabila digunakan metode pengecatan yang biasa.

3. Mesin Fotokopi

Selain memanfaatkan konsep listrik statis, pada mesin

fotokopi juga dimanfaatkan konsep optik. Proses fotokopi

ini menggunakan sifat unik dari logam selenium. Sebagai

konduktor foto, selenium akan menjadi konduktor jika

dikenai cahaya dan menjadi isolator jika berada dalam

keadaan gelap. Langkah-langkah utama dalam mesin

fotokopi adalah:

Gambar 7.7

Proses pengecatan mobil

Sumber:

Encarta 2005

Bab 7 - Listrik Statis

117

Gambar 7.8

Mesin fotokopi

toner

kaca

baki kertas

penggulung kertas

ke dalam mesin

lampu pertama

dokumen yang

akan dikopi/salin

penggulung kertas

ke luar mesin

salinan

dokumen

kaca

lampu

pemanas

drum elektrostatik

lampu kedua

sabuk pengangkut

lensa

Sumber:

Encarta 2005

I

nfo

Mesin fotokopi

memanfaatkan konsep

listrik statis dan konsep

optik.

1) Permukaan drum mesin yang dilapisi logam selenium

yang tipis diberi muatan positif dengan cara diputas di

dekat kawat yang bermuatan tinggi.

2) Proses pembentukan suatu pola muatan yang

merupakan pola cetakan dari halaman asli.

3) Bub

uk tinta (toner) yang bermuatan negatif ditaburkan

pada permukaan drum fotokonduktif.

4) Pemindahan toner ke kertas, diperoleh hasil fotokopi.

5) Setelah kertas

difotokopi, perlahan-lahan permukaan

drum itu kembali netral.

Bentuklah kelompok terdiri atas 4 - 5 orang.

Temukan penerapan konsep dari listrik statis yang ada di sekelilingmu. Kemudian,

catatlah cara penggunaan alat tersebut. Setelah itu, presentasikan di depan kelas

dan jika perlu gambarkan alat tersebut di papan tulis!

Aktivitas Siswa

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

118

K

ilasan Materi

Listrik statis mengkaji tentang muatan listrik yang untuk sementara diam

pada suatu benda.

Besar muatan listrik proton dan elektron adalah sama, tetapi jenisnya

berbeda.

• Mua

tan listrik yang sejenis (negatif dengan negatif atau positif dengan positif)

jika didekatkan akan saling tolak-menolak.

Muatan listrik yang

tidak sejenis (negatif dengan positif atau positif dengan

negatif) jika didekatkan akan saling tarik-menarik.

• Cara-cara untuk membuat

muatan listrik adalah menggosok, induksi, dan

arus listrik.

• Ele

ktroskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui adanya muatan

listrik pada suatu benda.

Hukum Coloumb adalah

aturan yang mengemukakan tentang hubungan

antara gaya listrik dan besar masing-masing muatan listrik.

Secara matematis, Hukum Coloumb dapat ditulis dalam persamaan:

F

———

F

=

k

——— atau

F

= ——–

——–

Konstanta dielektrik adalah

perbandingan antara permitivitas medium (

ε

)

dengan permitivitas ruang hampa (

ε

0

).

Contoh listrik statis dapat kita lihat dalam petir, pengecatan mobil, dan

mesin fotokopi.

Q

1

Q

2

r

2

Q

1

Q

2

r

2

1

4

πε

0

Q

1

Q

2

r

2

Setelah kamu mempelajari tentang listrik statis, coba kamu jelaskan kembali

konsep listrik statis! Manfaat apa yang kamu peroleh setelah mempelajari listrik

statis? Pikirkanlah satu ide saja yang bisa kamu sumbangkan untuk lingkungan

di sekitarmu dari konsep listrik statis yang sudah kamu pelajari!

Bab 7 - Listrik Statis

119

1. Benda yang kekurangan elektron

disebut ....

a. bermuatan positif

b. bermuatan negatif

c. netral

d. bermuatan neutron

2. Berikut ini adalah cara-cara yang

dapat dilakukan untuk membuat

muatan listrik statis,

kecuali

....

a.

menggosok dan konduksi

b.

induksi dan konklusi

c.

menggosok dan induksi

d. konduksi dan induksi

3.

Bahan-bahan yang tidak dapat meng-

hantarkan muatan listrik disebut ....

a. konduktor

b. konduksi

c. induktor

d. isolator

4.

Di bawah ini yang termasuk ke dalam

konduktor adalah ....

a.

besi, seng, kayu

b.

plastik, karet, aluminium

c.

kayu, plastik, karet

d. besi, seng, aluminium

5. Pemisahan muatan pada sebuah

benda karena didekati benda lain

yang bermuatan disebut ....

a. induksi

b. konduksi

c. menggosok

d. mendekatkan

6. Jika jarak dari dua muatan A dan B

diperkecil, maka gaya listrik pada

kedua muatan itu akan ....

a. makin kecil

b. makin besar

c. tetap

d. tidak ada gaya listrik

7. Sebuah benda didekatkan pada

elektroskop. Jika daun elektroskop

lebih kuncup dari semula, maka

muatan benda yang didekatkan pada

elektroskop bermuatan ....

a. positif

b. negatif

c. netral

d. positf dan negatif

8. Dua keping logam bermuatan yang

terpisah sejauh 50 cm saling tarik-

menarik dengan gaya 12 Newton.

Jika jarak kedua muatan diperbesar

menjadi dua kali semula, gaya tarik-

menarik antarlogam tersebut adalah

....

a.

3 N

c.

12 N

b.

6 N

d. 24 N

9. Dua buah benda bermuatan yang

berjarak 80 cm saling tolak-menolak

dengan gaya F. Jika kedua benda

tersebut digerakkan saling mendekat

masing-masing 20 cm, maka gaya

tolak-menolak antara kedua benda

tersebut menjadi ....

a.

2 F

c.

6 F

b.

4 F

d. 8 F

A. Pilihlah jawaban yang paling tepat!

Uji Kemampuan

Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX

120

10. Pada mesin fotokopi yang dapat

menghantarkan arus listrik ketika

terkena cahaya dan dapat menjadi

isolator ketika keadaan gelap adalah

....

a. toner

c. konduktor

b. selenium

d. drum

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!

1.

Mengapa sebatang kaca menjadi bermuatan positif ketika digosok kain sutera?

Jelaskan!

2.

Mengapa sebuah alat

penangkal petir dibuat runcing pada bagian ujungnya

dan diletakkan di tempat yang tinggi? Jelaskan!

3.

Berapakah gaya listrik

yang bekerja antara muatan listrik sebesar +3 × 10

–9

C

dengan muatan sebesar -8 × 10

–9

C yang berjarak 3 cm?

4.

Dua buah benda bermuatan positif yang terletak pada satu garis lurus terpisah

sejauh 1,5 m. Jika muatan kedua benda tersebut sama dan gaya tolak-menolak

yang terjadi adalah 6 N, berapakah muatan kedua benda tersebut?

5.

Pada sebuah segitiga

sama sisi yang panjangnya 6 cm terdapat muatan listrik

masing-masing +2 × 10

–9

C, +4 × 10

–9

C, dan -6 × 10

–9

C. Tentukanlah gaya

yang dialami oleh:

a.

muatan +4 × 10

–9

C akibat dari muatan +2 × 10

–9

C

b.

muatan -6 × 10

–9

C akibat dari muatan +2 × 10

–9

C

1.

Dengan menggosokkan benda yang terbuat dari plastik kepada kain wol,

kita akan mendapatkan muatan listrik negatif pada benda yang terbuat

dari plastik. Mengapa demikian? Apakah setiap benda dapat digunakan

untuk membuat muatan listrik dengan cara digosokkan kepada kain wol?

Jelaskan!

2. Mengapa awan memiliki muatan listrik yang sangat tinggi? Dapatkah

kita memanfaatkan muatan listrik yang dikandung oleh awan tersebut?

Jelaskan!

3. Seb

utkan dan jelaskan contoh-contoh lain dari penerapan listrik statis dalam

kehidupan sehari-hari! Diskusikan dengan teman sekelompokmu!