PERTEMUAN - 2 LISTRIK STATIS (SMP)

Selamat datang di blog saya, 

Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi pengalaman belajar tentang Bagaimana memberikan / membuat sebuah benda menjadi bermuatan listrik statis. Materi ini merupakan sambungan dari pertemuan - 1 sebelumnya. Semoga pengalaman berbagi ini dapat bermanfaat buat kita semua, terima kasih. 

Daftar isi : 

1. Gaya Coulomb  

2. Medan Listrik 

3. Energi Listrik 

4. Contoh Soal 

5. Quiz 

SEKOLAH           : …………………………………………………..

Tahun Pelajaran : …………………………………………………..

Semester           : …………………………………………………..

Kelas                 : IX – SMP/Mts

Mata Pelajaran    : IPA – Fisika

Materi Ajar         : Listrik Statis

Hari/tanggal       : …………………………………………………….

Waktu                : …………………………………………………….

 

GAYA COULUMB ( F_c ) :

 “Besar gaya tarik – menrik 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 …

a.    100 N

b.   200 N

c.    300 N

d.   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 :

 

 

Contoh 04 : ( Menentukan bedapotensial)

Untuk memindahkan 5C muatan dari A ke B diperlukan energi sebesar 42 J. Maka bedapotensial dari kedua titik A dan B.

Penyelesaian :

Quiz  :

 

1.  Sebuah benda dikatakan bermuatan listrik apabila benda tersebut …A.  Menerima atau melepaskan elektron

    B.  Menerima atau melepaskan proton

    C.  Menerima elektron atau proton

    D. 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 positip maka muatan B, C, dan D adalah …

    A.  B = positip, C = negatip, D = positip

    B.  B = negatip, C = negatip, D = poisitip

    C.  B = negatip, C = positip, D = negatip

    D. B = positip, C = positip, D = negatip

 

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 R/3 maka gaya tolak – menolak muatan listrik adalah …

    A.  33,33 N

    B.  100 N

    C.  300 N

    D. 900 N

 

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

    A.  Gosokkan dan elektromagnetisasi

    B.  Induksi dan elektromagnetisasi

    C.  Gosokan dan Induksi

    D. Induksi dan Magnetisasi

 

SERI : 136 PERSAMAAN LINGKARAN

Tentukan nilai k agar titik N(k,2) terletak di luar lingkaran

L ≡ x² + y² + 4x – 3y – 10 = 0.

 

Pembahasan :

 

Titik singgung N(k,2) kita subsitusikan Pers. Lingkarannya

 

ó x² + y² + 4x – 3y – 10 = 0

ó k² + 2² + 4(k) – 3(2) = 10

ó k² + 4k – 12 > 0 (titik yang berada di luar lingkaran)

ó (k + 6)(k – 2) > 0

ó k + 6 > 0 → k₁ < – 6

ó k – 2 > 0 → k₂ > 2

 

SERI : 135 PERSAMAAN LINGKARAN

Tentukan titik potong garis y = 2x dengan lingkaran

L ≡ x² + y² + 4x + 3y – 75 = 0.

 

Pembahasan :

 

Pers. Garis y = 2x kita subsitusikan ke dalam Pers. Lingkaran,

 

óx² + (2x)² + 4x + 3(2x) – 75 = 0

ó5x² + 10x – 75 = 0 (kita bagi 5)

óx² + 2x – 15 = 0

ó(x + 5)(x – 3) = 0

 

Untuk menentukan titik singgung,

 

ó x + 5 = 0

ó      x₁ = – 5 → y₁ = 2x = 2(– 5) = – 10,

ó maka titik singgung (– 5,– 10)

ó x – 3 = 0

ó      x₂ = 3 → y₂ = 2x = 2(3) = 6

ó maka titik singgung (3,6)

 

Kesimpulan :

Titik singgung (– 5,– 10) dan (3,6) 

SERI : 134 PERSAMAAN LINGKARAN

Tentukan persamaan garis singgung pada lingkaran

L ≡ (x + 3)² + (y – 2)² = 58 di titik singgung B(0,9).

 

Pembahasan :

 

L ≡ (x + 3)² + (y – 2)² = 58 dan titik singgung B(0,9)

 

BU : (x – a)² + (y – b)² = r²

 

Titik Pusat lingkaran, P(– 3,2)

Jari – jari, r = √58

 

Maka persamaan garis singgung,

 

ó(x₁ – a)(x – a) + (y₁ – b)(y – b) = r²

ó(0 – (– 3))(x – (– 3)) + (9 – 2)(y – 2) = 58

ó3(x + 3) + 7(y – 2) = 58

ó3x + 9 + 7y – 14 = 58

ó 3x + 7y – 63 = 0

SERI : 133 PERSAMAAN LINGKARAN

Tentukan persamaan garis singgung pada lingkaran

L ≡ x² + y² + 4x + 8y – 21 = 0 melalui titik singgung A(2,1).

 

Pembahasan :

 

L ≡ x² + y² + 4x + 8y – 21 = 0 dan titik singgung A(2,1)

SERI : 132 PERSAMAAN LINGKARAN

Tentukan persamaan garis singgung pada lingkaran 

L ≡ (x + 2)² + (y – 1)² = 4 yang tegak lurus dengan garis l, 

– 3x + 4y – 1 = 0.

 

Pembahasan :

 

Pers. Garis singgung ke – 1,

 

ó – 3x + 4y – 1 = 0 

ó                  4y = 3x + 1

ó                   y₁ = ¾ x + ¾ 

ó berarti gradien garis ke – 1, m₁ = ¾

 

Tegak lurus dengan garis ke – 2

 

ó m₁.m₂ = – 1

ó ¾ . m₂ = – 1

ó       m₂ = – 4/3

 

Persamaan lingkaran, L ≡ (x + 2)² + (y – 1)² = 4

 

ó BU : L ≡ (x – a)² + (y – b)² = r²

ó titik pusat, P(– 2, 1)

ó jari – jari, r = √4 = 2

 

Persamaan garis singgung ke – 2 :

 

ó y – b = m₂ (x – a) ± r √m₂² + 1

ó y – 1 = - 4/3 (x + 2) ± 2√(– 4/3)² + 1

ó y – 1 = – 4/3 (x + 2) ± 2√(16/9) + 1

ó y – 1 = – 4/3 (x + 2) ± 10/3 (kalikan 3)

ó 3y – 3 = – 4 (x + 2) ± 10

ó 3y – 3 = – 4x – 8  ± 10

ó       3y = – 4x – 8 + 3 ± 10

ó       3y = – 4x – 5 ± 10

ó         0 = 4x + 3y + 5 ± 10     

SERI : 131 PERSAMAAN LINGKARAN

Salah satu persamaan garis singgung lingkaran x² + y² – 4x + 2y = 0 

yang tegak lurus dengan garis x + 2y = 5 adalah …

A.  y = 2x – 2

B.  y = 2x – 6

C.  y = 2x – 8

D.  y = 2x – 10

E.  y = 2x – 12

Pembahasan : 

 

Pers. Lingkaran L ≡ x² + y² – 4x + 2y = 0

Pers. Garis singgung ke – 1, x + 2y₁ = 5

Berpotongan dengan garis singgung ke – 2 tegak lurus.

 

Pers. Garis singgung ke – 2 = … ?

 

Peny :

 

L ≡ x² + y² – 4x + 2y = 0

 

ó A = – 4

ó B = 2

ó C = 0

 

Titik pusat lingkaran, P : 

Jari – jari lingkaran, r : 

Persamaan garis singgung ke – 1 :

 

ó x + 2y = 5

ó         y = - x/2 + 5/2

ó garidien garis, m₁ = - ½

 

Berpotongan dengan tegak lurus,

 

ó m₁ . m₂ = – 1

ó – ½ . m₂ = – 1

ó m₂ = 2

Persamaan garis singgung ke – 2 :

 

Bentuk Umum : 

Kita sesuai dengan opsi yang tersedia,

 

Kemungkinan 1 : y₁ = 2x  atau kemungkinan 2 : y₂ = 2x – 10

 

Kunci : D