Wednesday, November 27, 2019

Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Assalamu'alaikum Wr. Wb. Selamat datang di blog beringsang . Senang sekali rasanya kali ini boleh kami bagikan Materi Fisika SMP Kelas IX (9) : Listrik Statis meliputi pengertian listrik statis, inti atom, interaksi beringsang bahan-bahan, lalu memuati elektroskop disertai contoh soal hitungan beringsang sepele lalu pembahasan.

Pengertian Listrik Statis

Listrik statis adalah suatu kumpulan beringsang muatan listrik dalam jumlah tertentu yg tidak mengalir maupun tetap beringsang (statis), tapi asalkan terjadi pengosongan muatan hendak memakan waktu yg beringsang cukup singkat. Atau definisi listrik statis yg lainnya yaitu suatu beringsang fenomena kelistrikan yg dimana muatan listriknya tidak bergerak lalu beringsang biasanya terdapat dengan benda yg bermuatan listrik.

Dapat dikatakan juga listrik statis beringsang lahir karena adanya fenomena dimana benda-benda yg memiliki aliran beringsang listrik saling berpautan tanpa adanya sumber daya listrik maupun dengan beringsang kata lain benda tersebut boleh menghasilkan proton maupun elektron tanpa beringsang menggunakan elemen pembangkit energi listrik. Listrik statis boleh beringsang ditimbulkan oleh dua benda yg memiliki muatan listrik berbeda.


 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)
Inti atom
Partikel-partikel penyusun suatu atom:
Elektron → bermuatan negatif
Proton→ bermuatan positif
Neutron→ tidak bermuatan
Inti atom terdiri dari proton lalu neutron, sementara elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan tertentu.

Interaksi Muatan-Muatan
Muatan yg sejenis hendak saling tolak (plus dengan plus, minus dengan minus)
Muatan yg berlawanan jenis hendak saling tarik(plus dengan minus)

Besar gaya tarik maupun gaya tolak tersebut bisa ditemukan dengan rumus berikut:
 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Dimana
F = gaya tarik menarik maupun gaya tolak menolak dalam satuan newton (N)
q1 = besar muatan pertama dalam satuan coulomb (C)
q2 = besar muatan kedua dalam satuan coulomb (C)
k = konstanta gaya coulomb yg nilainya 9 x 109 dalam satuan yg standar
Catatan
  • 1μC = 10−6 C = 0,000001 C (sepersejuta)
  • Jika menjumpai muatan negatif, tidak perlu diikutkan tanda minusnya dalam perhitungan.

Muatan Bahan-Bahan
Sebaiknya dihafal saja, muatan-muatan dari interaksi berbagai kombinasi (gosok-menggosok) bahan berikut:
Bahan-bahan Hasil Proses
Kaca - Kain Sutera Kaca (+), Sutera (−) Elektron dari kaca berpindah ke kain sutera
Mistar plastik - Kain wool Mistar plastik (−), Kain wool (+) Elektron dari kain wool berpindah ke mistar plastik
Sisir - Rambut Manusia Sisir (−), Rambut Manusia (+) Elektron dari rambut manusia berpindah ke sisir
Penggaris/mistar plastik - Rambut manusia Penggaris (−), Rambut Manusia (+) Elektron dari rambut manusia berpindah ke penggaris
Balon - Kain Wool Balon (−), Kain Wool (+) Elektron dari kain wool berpindah ke balon
Ebonit - Kain Wool Ebonit (−), Kain Wool (+) Elektron dari kain wool berpindah ke ebonit

Kesimpulan dari tabel diatas (TERBATAS UNTUK BAHAN-BAHAN TERSEBUT saja) :
-Bahan yg digosok , (yang sebelah kiri) semuanya menjadi negatif , kecuali kaca.
Elektron dari kaca berpindah ke kain sutera bisa juga dibahasakan, beringsang kain sutera mendapatkan tambahan elektron dari kaca, elektron dari kain beringsang wool berpindah ke mistar plastik bisa juga di katakan, mistar plastik beringsang mendapatkan tambahan elektron dari kain wool lalu seterusnya.
Yang belum tahu ebonit, sedikit informasi, ebonit itu sebangsa karet beringsang vulkanisir yg teksturnya keras. Dibuat dari karet yg dicampur dengan beringsang belerang maupun sulfur, banyak dipakai diperalatan listrik sebagai beringsang isolator maupun bahan penyekat.
Elektroskop
Berikut ilustrasi saat sebuah elektroskop beringsang nonblok di dekati oleh benda bermuatan negatif.

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

beringsang Ilustrasi saat sebuah elektroskop masih netral, intinya adalah jumlah beringsang muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, baik di kepala (atas) beringsang maupun di daun kaki (bawah).

Sebuah benda bermuatan negatif kemudian didekatkan ke elektroskop.

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

beringsang Muatan negatif dari benda hendak tolak menolak dengan muatan negatif dari beringsang kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop beringsang kemudian menjauh jalan-jalan ke bawah /kaki.

Akibatnya, daun kaki beringsang yg tadinya netral, seimbang jumlah plus minusnya, sekarang menjadi beringsang menjadi lebih banyak muatan negatifnya, akhirnya kaki elektroskop hendak beringsang terbuka akibat gaya tolak menolak muatan negatif di kaki kiri lalu kanan beringsang elektroskop.

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)
Bagamana asalkan elektroskop kondisi awalnya tidak netral, tapi sudah bermuatan positif maupun negatif terlebih dahulu?
Kita coba terapkan dengan soal berikut, dari soal Ebtanas IPA tahun 1990 (dah beringsang terbentuk beluum,..)
  • Gambar manakah yg benar untuk sebuah benda bermuatan listrik negatif didekatkan dengan elektroskop bermuatan listrik positif?
 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)
Ntar kita beringsang balasan jg di sini, beringsang yg jelas antara B maupun C krn bagian kepala musti positif, skrg beringsang diskusikan dulu ya,..elektroskop positif itu yg seperti apa lalu beringsang bagaimana sebuah elektroskop bisa menjadi bermuatan positif.
Contoh-Contoh Soal Teori lalu Hitungan di Listrik Statis 9 SMP
Soal No. 1
Dua buah muatan masing-masing q1 = 6 μC lalu q2 = 12 μC terpisah sejauh 30 cm. Tentukan besar gaya yg terjadi antara dua buah muatan tersebut, gunakan tetapan k = 9 x 109 dalam satuan standar!

Pembahasan
Data dari soal:
q1 = 6μC = 6 x 10−6 C
q2 = 12μC = 12 x 10−6 C
r = 30 cm = 0,3 m = 3 x 10−1 meter
F = ....?
Dari rumus gaya coulomb didapatkan

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Soal No. 2
Dua buah muatan listrik memiliki besar yg sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yg terjadi antara dua muatan tadi adalah 1,6 C 1,6 N, tentukan jarak pisah kedua muatan tersebut!

Pembahasan
Data :
q1 = 6μC = 6 x 10−6 C
q2 = 6μC = 6 x 10−6 C
F = 1,6 C 1,6 N
r =....?

Gunakan rumus yg sama dari soal nomor 1

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)
Salah rupanya,..kita coba sekali lagi,..
 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)
Jarak kedua muatan dalam centimeter adalah 45 cm. (Thanks to sahs & raqib atas koreksinya,...)
Soal No. 3
beringsang Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan beringsang gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/3 kali beringsang semula, maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F

Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (1/3)2 adalah 1/9 kemudian dibalik menjadi 9/1 maupun 9 saja. Jadi jawabannya adalah menjadi 9 F

Kenapa tiba2 begitu?
Jalan panjangnya seperti berikut ya:

Rumus dasar yg digunakan adalah ini

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Untuk keadaan mula-mula, gayanya dikasih nama F1, dimana F1 nanti besarnya sama dengan F saja. Untuk keadaan kedua (saat jaraknya dijadikan 1/3 semula) gayanya dinamakan F2.

Jika dibandingkan, kedua gaya tadi maka

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

kQ1Q2 nya bisa dicoret saja, bukan berarti jadi nol, tapi diganti angka satu di bekas bagian yg dicoret.

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Susun lagi yg bagus, pindahkan F1 ke ruas kanan, kita boleh rumus jadi untuk kasus2 seperti soal ini.

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Saatnya dimasukkan datanya, r1 bisa dicoret, hingga diperoleh

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Nomor 4 dikerjakan dengan cara yg sama asalkan menghendaki jalan panjangnya.

Soal No. 4
beringsang Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan beringsang gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali semula, beringsang maka gaya tarik-menarik antara kedua muatan menjadi...F

Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas terlihat bahwa besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Jadi (4)2 adalah 16 maupun dalam pecahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Jadi jawabannya adalah menjadi 1/16 F

Soal No. 5
beringsang Titik A lalu titik B mempunyai beda potensial listrik sebesar 12 volt. beringsang Tentukan energi yg diperlukan untuk membawa muatan listrik 6μ Coulomb beringsang dari satu titik A ke titik B!

Pembahasan
Berikut rumus untuk menentukan jumlah energi yg diperlukan untuk membawa maupun memindahkan muatan antara dua buah titik:

W = Q × ΔV

dimana:
W = energi maupun usaha yg diperlukan dalam satuan joule (J)
Q = besar muatan dalam satuan Coulomb (C)
Δ V = beda potensial maupun selisih potensial antara dua titik dalam satuan volt (V)

Sehingga:
W = Q × ΔV
W = 6μC × 12 volt = 72 μJ

Soal No. 6
beringsang Dua buah partikel bermuatan listrik didekatkan dengan jarak tertentu beringsang hingga timbul gaya sebesar F. Jika besar muatan listrik partikel pertama beringsang dijadikan 1/2 kali muatan semula lalu besar muatan partikel kedua beringsang dijadikan 8 kali semula maka gaya yg timbul menjadi....
A. 0,5 F
B. 4 F
C. 8,5 F
D. 16 F

Pembahasan
Dari rumus gaya coulomb di atas, terlihat besarnya gaya sebanding dengan besar perkalian kedua muatan. Sehingga tinggal dikalikan saja 1/2 × 8 = 4 . Jadi hasilnya adalah B. 4 F
Soal No. 7
Kaca yg digosokkan kain sutera hendak bermuatan positif. Hal ini terjadi karena...
A. elektron berpindah dari kain sutera ke kaca
B. elektron berpindah dari kaca ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke kaca
D. proton berpindah dari kaca ke kain sutera
(Ebtanas 2003)

Pembahasan
Muatan kaca positif karena elektron dari kaca berpindah ke kain sutera.

Soal No. 8
Sepotong ebonit hendak bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol, karena...
A. muatan positif dari ebonit pindah ke wol
B. elektron dari wol pindah ke ebonit
C. muatan positif dari wol pindah ke ebonit
D. elektron dari ebonit pindah ke wol
(Ebtanas 1991)

Pembahasan
Ebonit menjadi negatif karena elektron dari kain wol pindah ke ebonit.

Soal No. 9
Perhatikan gambar berikut!

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Nomor atom lalu nomor massa dengan model atom di samping adalah...
A. 2 lalu 4
B. 6 lalu 4
C. 4 lalu 2
D. 4 lalu 6
(Ebtanas 1993)

Pembahasan
Untuk atom netral berlaku ketentuan berikut:
Nomor atom = jumlah proton
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

Dari gambar, jumlah proton (yang +) ada 2, jumlah netron (yang netral) ada 2 sehingga:
Nomor atom = jumlah proton = 2
Nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron = 2 + 2 = 4

Soal No. 10
Perhatikan gambar penggaris plastik digosok kain wol berikut!

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

beringsang Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, maka aliran elektron beringsang lalu muatan yg terjadi dengan penggaris plastik adalah...
. Aliran elektron Penggaris plastik
bermuatan
A dari penggaris plastik ke wool (−)
B dari penggaris plastik ke wool (+)
C dari wool ke penggaris plastik (+)
D dari wool ke penggaris plastik (−)
(Dari UN IPA Fisika SMP 2012)
Pembahasan
beringsang Tengok tabel di atas, setelah di gosok kain wool, penggaris plastik beringsang jadi negatif. Aliran elektron dari kain wool ke penggaris plastik.

Bank Soal Semester Listrik Statis 9 SMP
Try Out Listrik Statis 9 SMP
Soal No. 11
Dari tiap-tiap pasangan objek bermuatan berikut ini, tentukan objek yg memiliki potensial listrik lebih tinggi!

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Pembahasan
(i) Positif dengan positif, yg lebih BANYAK jumlah tanda positifnya lebih tinggi. -> A lebih tinggi
(ii) Positif dengan negatif, yg lebih tinggi ya yg positif -> A lebih tinggi
(iii) Negatif dengan negatif, yg lebih SEDIKIT jumlah tanda negatifnya lebih tinggi -> B lebih tinggi
Soal No. 12
Dua buah benda bermuatan listrik ditunjukkan gambar berikut ini.

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Jika kedua benda dihubungkan dengan seutas kawat konduktor, tentukan arah aliran elektron yg terjadi!

Pembahasan
beringsang Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial yg lebih tinggi. beringsang Lain dengan perjanjian arah arus listrik ya,..Kalo arah arus listrik beringsang dari potensial lebih tinggi ke rendah, jadi jangan terbalik ya,..

 Senang sekali rasanya kali ini  boleh kami bagikan  beringsang Listrik Statis (Materi Fisika Kelas 9)

Jadi arah aliran elektron dari benda B ke benda A.
Berikut dua soal dari UN IPA SMP/MTs tahun 2020 lalu, tabel di atas beringsang nampaknya masih relevan untuk menjawab  soal-soal tersebut di bawah:
Soal No. 13
beringsang Kaca yg digosok dengan sutera hendak terjadi proses pemuatan listrik beringsang dengan kaca maupun sutera. Pada tabel berikut ini penjelasan yg benar beringsang adalah....
. Kehilangan Elektron
beringsang
Menerima Elektron Muatan Listrik
Positif Negatif
A. kaca sutera kaca sutera
B. sutera kaca kaca sutera
C. kaca sutera sutera kaca
B. sutera kaca sutera kaca

(UN IPA SMP Tahun 2020)

Soal No. 14
beringsang Setelah kaca digosok-gosok dengan kain sutera, kaca bermuatan listrik. beringsang Proses terjadinya muatan listrik dengan benda-benda tersebut ditunjukkan beringsang oleh....
Option Kaca Kain Sutera Muatan kaca
A Melepas proton Menerima proton Negatif
B Menerima proton Melepas proton Positif
C Menerima elektron Melepas elektron Negatif
D Melepas elektron Menerima elektron Positif
(UN IPA SMP Tahun 2020)

Demikian Materi Fisika SMP Kelas IX (9) : Listrik Statis meliputi pengertian listrik statis, inti atom, interaksi beringsang bahan-bahan, lalu memuati elektroskop disertai contoh soal hitungan beringsang sepele lalu pembahasan. Semoga bermanfaat..

No comments:

Post a Comment