KONSEP ANALISA SEDERHANA LISTRIK STATIS

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas Listrik Statis dari kajian berfikir analitik. Dimulai dari pembahasan contoh soal tentang analisa besaran gaya Listrik Statis (F), Medan Listrik (E), Potensial listrik (V), dan Energi Potensial  (W). 

Dalam penyajian kali ini, konsep analisanya mengutamakan perhitungan dasar sesuai bentuk umum rumus yang ada. Belum termasuk konsep analisa soal menggunakan penyelesaian dalam bentuk vektor. Sebab materi analisanya disesuaikan dengan tingkatan sekolah menengah pertama (SMP). Mari kita bahas besaran listrik statis yang sudah disebutkan di atas. 

GAYA COULOMB ( Fc ) : 

 “Besar gaya tarik – menarik atau tolak – menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan muatan – muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatannya”.

Gambar : 

Contoh 01 : (menghitung gaya interaksi antara dua benda bermuatan listrik statis) 

Dua buah benda masing – masing bermuatan +20µC dan - 24µC. Jika kedua

bermuatan terpisah 12 cm. Maka besar gaya interaksi antara kedua benda bermuatan

listrik statis adalah … 

1. 100 N 

2. 200 N 

3. 300 N 

4. 400 N 

Penyelesaian : 

Contoh 02 : (Perbandingan gaya Coulomb) 

Dua muatan listrik pada jarak r menghasilkan gaya Coulomb sebesar F.

Berapakah besar gaya Coulomb yang terjadi jika jarak kedua muatan diubah menjadi 2r ?

Penyelesaian : 

Perhatikan muatan tidak disinggung, maka rumus singkatnya menjadi : 

Medan Listrik (E) : 

Gaya Coulomb per satuan muatan : 

Contoh 03 : (Menentukan Medan listrik statis)

Dua bola kecil yang masing – masing bermuatan listrik +5µC dan - 10µC

terpisah sejauh 2 meter. Tentukan gaya Coulomb dan kuat medan listrik

pada muatan +5µC. 

Penyelesaian : 

Sementara Medan Listrik E : 

Energi Potensial ( W ) : 

Energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu

titik ke titik lainnya. 

Dimana : 

V=beda potensial (Volt)
W=Energi potensial (J)
Q=muatan listrik yang dipindahkan (C)

Contoh 04 : ( Menentukan beda potensial)

Untuk memindahkan 5C muatan dari A ke B diperlukan energi sebesar 42 J.

Maka beda potensial dari kedua titik A dan B. 

Penyelesaian : 

Quiz  : 

1. Sebuah benda dikatakan bermuatan listrik apabila benda tersebut … 

1. Menerima atau melepaskan elektron 

2. Menerima atau melepaskan proton 

3. Menerima elektron atau proton 

4. Melepaskan elektron dan proton 

2. Misalkan ada empat muatan listrik A, B, C, dan D. Jika muatan A dan B didekatkan saling menarik. B dan C didekatkan akan tarik – menarik, B  dan D didekatkan akan tolak – menolak. Jika A bermuatan positif maka muatan B, C, dan D adalah … 

1. B = positif, C = negatif, D = positif 

2. B = negatif, C = negatif, D = poisitip 

3. B = negatif, C = positif, D = negatif 

4. B = positif, C = positif, D = negatif 

3. Dua buah muatan listrik masing – masing Q1 dan Q2 berada pada jarak R memiliki gaya tolak – menolak sebesar 100 N. Jika jarak antara kedua muatan diperkecil menjadi 13 R maka gaya tolak – menolak muatan listrik adalah … 

1. 33,33 N 

2. 100 N 

3. 300 N 

4. 900 N

4. Dua cara pemberian muatan listrik pada suatu benda adalah … 

1. Gosokkan dan elektromagnetisasi

2. Induksi dan elektromagnetisasi 

3. Gosokan dan Induksi 

4. Induksi dan Magnetisasi