Assalamu'alaikum Wr. Wb. Selamat tiba di blog . Senang sekali rasanya kali ini sanggup kami bagikan Materi Fisika Sekolah Menengah Pertama Kelas IX (9) : Listrik Statis mencakup pengertian listrik statis, inti atom, interaksi bahan-bahan, dan memuati elektroskop disertai pola soal hitungan sederhana dan pembahasan.
Pengertian Listrik Statis
Listrik statis yaitu suatu kumpulan muatan listrik dalam jumlah tertentu yang tidak mengalir atau tetap (statis), tapi kalau terjadi pengosongan muatan akan memakan waktu yang cukup singkat. Atau definisi listrik statis yang lainnya yaitu suatu fenomena kelistrikan yang dimana muatan listriknya tidak bergerak dan biasanya terdapat pada benda yang bermuatan listrik.
Dapat dikatakan juga listrik statis timbul alasannya yaitu adanya fenomena dimana benda-benda yang mempunyai anutan listrik saling berpautan tanpa adanya sumber daya listrik atau dengan kata lain benda tersebut sanggup menghasilkan proton maupun elektron tanpa memakai elemen pembangkit energi listrik. Listrik statis sanggup ditimbulkan oleh dua benda yang mempunyai muatan listrik berbeda.
Inti atom
Partikel-partikel penyusun suatu atom:
Partikel-partikel penyusun suatu atom:
Elektron → bermuatan negatif
Proton→ bermuatan positif
Neutron→ tidak bermuatan
Proton→ bermuatan positif
Neutron→ tidak bermuatan
Inti atom terdiri dari proton dan neutron, sementara elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan tertentu.
Interaksi Muatan-Muatan
Muatan yang sejenis akan saling tolak (plus dengan plus, minus dengan minus)
Muatan yang berlawanan jenis akan saling tarik(plus dengan minus)
Interaksi Muatan-Muatan
Muatan yang sejenis akan saling tolak (plus dengan plus, minus dengan minus)
Muatan yang berlawanan jenis akan saling tarik(plus dengan minus)
Besar gaya tarik atau gaya tolak tersebut sanggup ditemukan dengan rumus berikut:
 |
Dimana
F = gaya tarik menarik atau 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 yang nilainya 9 x 109 dalam satuan yang 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 aneka macam kombinasi (gosok-menggosok) materi berikut:
| Bahan-bahan | Hasil | Proses |
| Kaca - Kain Sutera | Kaca (+), Sutera (−) | Elektron dari beling 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 insan berpindah ke sisir |
| Penggaris/mistar plastik - Rambut manusia | Penggaris (−), Rambut Manusia (+) | Elektron dari rambut insan 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 yang digosok , (yang sebelah kiri) semuanya menjadi negatif , kecuali kaca.
-Bahan yang digosok , (yang sebelah kiri) semuanya menjadi negatif , kecuali kaca.
Elektron dari beling berpindah ke kain sutera sanggup juga dibahasakan, kain sutera mendapat perhiasan elektron dari kaca, elektron dari kain wool berpindah ke mistar plastik sanggup juga di katakan, mistar plastik mendapat perhiasan elektron dari kain wool dan seterusnya.
Yang belum tahu ebonit, sedikit informasi, kayu hitam itu sebangsa karet vulkanisir yang teksturnya keras. Dibuat dari karet yang dicampur dengan sulfur atau sulfur, banyak digunakan diperalatan listrik sebagai isolator atau materi penyekat.
Elektroskop
Berikut ilustrasi ketika sebuah elektroskop netral di dekati oleh benda bermuatan negatif.
Ilustrasi ketika sebuah elektroskop masih netral, pada dasarnya yaitu jumlah muatan nyata sama dengan jumlah muatan negatif, baik di kepala (atas) maupun di daun kaki (bawah).
Sebuah benda bermuatan negatif kemudian didekatkan ke elektroskop.
Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif dari kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop kemudian menjauh jalan-jalan ke bawah /kaki.
Akibatnya, daun kaki yang tadinya netral, seimbang jumlah plus minusnya, kini menjadi menjadi lebih banyak muatan negatifnya, kesudahannya kaki elektroskop akan terbuka akhir gaya tolak menolak muatan negatif di kaki kiri dan kanan elektroskop.
Berikut ilustrasi ketika sebuah elektroskop netral di dekati oleh benda bermuatan negatif.
Ilustrasi ketika sebuah elektroskop masih netral, pada dasarnya yaitu jumlah muatan nyata sama dengan jumlah muatan negatif, baik di kepala (atas) maupun di daun kaki (bawah).
Sebuah benda bermuatan negatif kemudian didekatkan ke elektroskop.
Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif dari kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop kemudian menjauh jalan-jalan ke bawah /kaki.
Akibatnya, daun kaki yang tadinya netral, seimbang jumlah plus minusnya, kini menjadi menjadi lebih banyak muatan negatifnya, kesudahannya kaki elektroskop akan terbuka akhir gaya tolak menolak muatan negatif di kaki kiri dan kanan elektroskop.
Bagamana kalau elektroskop kondisi awalnya tidak netral, tapi sudah bermuatan nyata atau negatif terlebih dahulu?
Kita coba terapkan pada soal berikut, dari soal Ebtanas IPA tahun 1990 (dah lahir beluum,..)
Kita coba terapkan pada soal berikut, dari soal Ebtanas IPA tahun 1990 (dah lahir beluum,..)
- Gambar manakah yang benar untuk sebuah benda bermuatan listrik negatif didekatkan pada elektroskop bermuatan listrik positif?
Ntar kita jawab jg di sini, yang terang antara B atau C krn bab kepala musti positif, skrg diskusikan dulu ya,..elektroskop nyata itu yang menyerupai apa dan bagaimana sebuah elektroskop sanggup menjadi bermuatan positif.
Contoh-Contoh Soal Teori dan Hitungan di Listrik Statis 9 SMP
Soal No. 1
Dua buah muatan masing-masing q1 = 6 μC dan q2 = 12 μC terpisah sejauh 30 cm. Tentukan besar gaya yang 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
Soal No. 2
Dua buah muatan listrik mempunyai besar yang sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi yaitu 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 yang sama dari soal nomor 1
Soal No. 1
Dua buah muatan masing-masing q1 = 6 μC dan q2 = 12 μC terpisah sejauh 30 cm. Tentukan besar gaya yang 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
Soal No. 2
Dua buah muatan listrik mempunyai besar yang sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi yaitu 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 yang sama dari soal nomor 1
Salah rupanya,..kita coba sekali lagi,..
Jarak kedua muatan dalam centimeter yaitu 45 cm. (Thanks to sahs & raqib atas koreksinya,...)
Soal No. 3
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/3 kali 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. Kaprikornus (1/3)2 yaitu 1/9 kemudian dibalik menjadi 9/1 atau 9 saja. Kaprikornus jawabannya yaitu menjadi 9 F
Kenapa tiba2 begitu?
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/3 kali 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. Kaprikornus (1/3)2 yaitu 1/9 kemudian dibalik menjadi 9/1 atau 9 saja. Kaprikornus jawabannya yaitu menjadi 9 F
Kenapa tiba2 begitu?
Jalan panjangnya menyerupai berikut ya:
Rumus dasar yang digunakan yaitu ini
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
kQ1Q2 nya sanggup dicoret saja, bukan berarti jadi nol, tapi diganti angka satu di bekas bab yang dicoret.
Susun lagi yang bagus, pindahkan F1 ke ruas kanan, kita sanggup rumus jadi untuk kasus2 menyerupai soal ini.
Saatnya dimasukkan datanya, r1 sanggup dicoret, sampai diperoleh
Nomor 4 dikerjakan dengan cara yang sama kalau menghendaki jalan panjangnya.
Soal No. 4
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali 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. Kaprikornus (4)2 yaitu 16 atau dalam belahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Kaprikornus jawabannya yaitu menjadi 1/16 F
Soal No. 5
Titik A dan titik B mempunyai beda potensial listrik sebesar 12 volt. Tentukan energi yang diharapkan untuk membawa muatan listrik 6μ Coulomb dari satu titik A ke titik B!
Pembahasan
Berikut rumus untuk memilih jumlah energi yang diharapkan untuk membawa atau memindahkan muatan antara dua buah titik:
W = Q × ΔV
dimana:
W = energi atau perjuangan yang diharapkan dalam satuan joule (J)
Q = besar muatan dalam satuan Coulomb (C)
Δ V = beda potensial atau selisih potensial antara dua titik dalam satuan volt (V)
Sehingga:
W = Q × ΔV
W = 6μC × 12 volt = 72 μJ
Soal No. 6
Dua buah partikel bermuatan listrik didekatkan pada jarak tertentu sampai timbul gaya sebesar F. Jika besar muatan listrik partikel pertama dijadikan 1/2 kali muatan semula dan besar muatan partikel kedua dijadikan 8 kali semula maka gaya yang 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 . Kaprikornus hasilnya yaitu B. 4 F
Rumus dasar yang digunakan yaitu ini
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
kQ1Q2 nya sanggup dicoret saja, bukan berarti jadi nol, tapi diganti angka satu di bekas bab yang dicoret.
Susun lagi yang bagus, pindahkan F1 ke ruas kanan, kita sanggup rumus jadi untuk kasus2 menyerupai soal ini.
Saatnya dimasukkan datanya, r1 sanggup dicoret, sampai diperoleh
Nomor 4 dikerjakan dengan cara yang sama kalau menghendaki jalan panjangnya.
Soal No. 4
Dua buah benda bermuatan listrik tidak sejenis, tarik-menarik dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan dijauhkan menjadi 4 kali 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. Kaprikornus (4)2 yaitu 16 atau dalam belahan 16/1, kemudian dibalik menjadi 1/16. Kaprikornus jawabannya yaitu menjadi 1/16 F
Soal No. 5
Titik A dan titik B mempunyai beda potensial listrik sebesar 12 volt. Tentukan energi yang diharapkan untuk membawa muatan listrik 6μ Coulomb dari satu titik A ke titik B!
Pembahasan
Berikut rumus untuk memilih jumlah energi yang diharapkan untuk membawa atau memindahkan muatan antara dua buah titik:
W = Q × ΔV
dimana:
W = energi atau perjuangan yang diharapkan dalam satuan joule (J)
Q = besar muatan dalam satuan Coulomb (C)
Δ V = beda potensial atau selisih potensial antara dua titik dalam satuan volt (V)
Sehingga:
W = Q × ΔV
W = 6μC × 12 volt = 72 μJ
Soal No. 6
Dua buah partikel bermuatan listrik didekatkan pada jarak tertentu sampai timbul gaya sebesar F. Jika besar muatan listrik partikel pertama dijadikan 1/2 kali muatan semula dan besar muatan partikel kedua dijadikan 8 kali semula maka gaya yang 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 . Kaprikornus hasilnya yaitu B. 4 F
Soal No. 7
Kaca yang digosokkan kain sutera akan bermuatan positif. Hal ini terjadi karena...
A. elektron berpindah dari kain sutera ke beling
B. elektron berpindah dari beling ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke beling
D. proton berpindah dari beling ke kain sutera
(Ebtanas 2003)
Pembahasan
Muatan beling nyata alasannya yaitu elektron dari beling berpindah ke kain sutera.
Soal No. 8
Sepotong kayu hitam akan bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol, karena...
A. muatan nyata dari kayu hitam pindah ke wol
B. elektron dari wol pindah ke kayu hitam
C. muatan nyata dari wol pindah ke kayu hitam
D. elektron dari kayu hitam pindah ke wol
(Ebtanas 1991)
Pembahasan
Ebonit menjadi negatif alasannya yaitu elektron dari kain wol pindah ke ebonit.
Soal No. 9
Perhatikan gambar berikut!
Nomor atom dan nomor massa pada model atom di samping adalah...
A. 2 dan 4
B. 6 dan 4
C. 4 dan 2
D. 4 dan 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!
Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, maka anutan elektron dan muatan yang terjadi pada penggaris plastik adalah...
Kaca yang digosokkan kain sutera akan bermuatan positif. Hal ini terjadi karena...
A. elektron berpindah dari kain sutera ke beling
B. elektron berpindah dari beling ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke beling
D. proton berpindah dari beling ke kain sutera
(Ebtanas 2003)
Pembahasan
Muatan beling nyata alasannya yaitu elektron dari beling berpindah ke kain sutera.
Soal No. 8
Sepotong kayu hitam akan bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol, karena...
A. muatan nyata dari kayu hitam pindah ke wol
B. elektron dari wol pindah ke kayu hitam
C. muatan nyata dari wol pindah ke kayu hitam
D. elektron dari kayu hitam pindah ke wol
(Ebtanas 1991)
Pembahasan
Ebonit menjadi negatif alasannya yaitu elektron dari kain wol pindah ke ebonit.
Soal No. 9
Perhatikan gambar berikut!
Nomor atom dan nomor massa pada model atom di samping adalah...
A. 2 dan 4
B. 6 dan 4
C. 4 dan 2
D. 4 dan 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!
Setelah penggaris plastik digosok dengan kain wol, maka anutan elektron dan muatan yang terjadi pada 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 Sekolah Menengah Pertama 2012)
Pembahasan
Tengok tabel di atas, sehabis di gosok kain wool, penggaris plastik jadi negatif. Aliran elektron dari kain wool ke penggaris plastik.
Bank Soal Semester Listrik Statis 9 SMP
Tengok tabel di atas, sehabis di gosok kain wool, penggaris plastik 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 yang mempunyai potensial listrik lebih tinggi!
Pembahasan
(i) Positif dengan positif, yang lebih BANYAK jumlah tanda positifnya lebih tinggi. -> A lebih tinggi
(ii) Positif dengan negatif, yang lebih tinggi ya yang nyata -> A lebih tinggi
(iii) Negatif dengan negatif, yang lebih SEDIKIT jumlah tanda negatifnya lebih tinggi -> B lebih tinggi
Dari tiap-tiap pasangan objek bermuatan berikut ini, tentukan objek yang mempunyai potensial listrik lebih tinggi!
Pembahasan
(i) Positif dengan positif, yang lebih BANYAK jumlah tanda positifnya lebih tinggi. -> A lebih tinggi
(ii) Positif dengan negatif, yang lebih tinggi ya yang nyata -> A lebih tinggi
(iii) Negatif dengan negatif, yang lebih SEDIKIT jumlah tanda negatifnya lebih tinggi -> B lebih tinggi
Soal No. 12
Dua buah benda bermuatan listrik ditunjukkan gambar berikut ini.
Jika kedua benda dihubungkan dengan seutas kawat konduktor, tentukan arah anutan elektron yang terjadi!
Pembahasan
Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi. Lain dengan perjanjian arah arus listrik ya,..Kalo arah arus listrik dari potensial lebih tinggi ke rendah, jadi jangan terbalik ya,..
Kaprikornus arah anutan elektron dari benda B ke benda A.
Dua buah benda bermuatan listrik ditunjukkan gambar berikut ini.
Jika kedua benda dihubungkan dengan seutas kawat konduktor, tentukan arah anutan elektron yang terjadi!
Pembahasan
Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi. Lain dengan perjanjian arah arus listrik ya,..Kalo arah arus listrik dari potensial lebih tinggi ke rendah, jadi jangan terbalik ya,..
Kaprikornus arah anutan elektron dari benda B ke benda A.
Berikut dua soal dari UN IPA SMP/MTs tahun 2014 lalu, tabel di atas nampaknya masih relevan untuk menjawab soal-soal tersebut di bawah:
Soal No. 13
Kaca yang digosok dengan sutera akan terjadi proses pemuatan listrik pada beling maupun sutera. Pada tabel berikut ini klarifikasi yang benar adalah....
Kaca yang digosok dengan sutera akan terjadi proses pemuatan listrik pada beling maupun sutera. Pada tabel berikut ini klarifikasi yang benar adalah....
| . | Kehilangan Elektron | 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 Sekolah Menengah Pertama Tahun 2014)
Soal No. 14
Setelah beling digosok-gosok dengan kain sutera, beling bermuatan listrik. Proses terjadinya muatan listrik pada benda-benda tersebut ditunjukkan 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 Sekolah Menengah Pertama Tahun 2014)
Demikian Materi Fisika Sekolah Menengah Pertama Kelas IX (9) : Listrik Statis mencakup pengertian listrik statis, inti atom, interaksi bahan-bahan, dan memuati elektroskop disertai pola soal hitungan sederhana dan pembahasan. Semoga bermanfaat..
