Listrik Statis – Pengantar
Kata listrik atau elektrik berasal dr bahasa Yunani elektron yg artinya “amber”. Amber yakni damar kayu yg telah mengeras, sejak dulu dimengerti bahwa kalau ananda menggosok amber dgn kain maka amber akan menawan dedaunan disekitarnya. Sebuah penggaris atau plastik keras yg digosok dgn kain pula mempunyai efek seperti amber yg mampu menarik potongan-potongan kertas, efek tersebut dinamakan Listrik Statis.
Efek amber atau imbas listrik statis
[Sumber: Halliday- Resnick- Walker, 2005]
Kamu pasti sudah balajar dr pelajaran Kimia wacana atom yg merupakan unit terkecil penyusun zat. Atom terdiri dr partikel-partikel penyusunnya yakni, proton, elektron & neutron. Proton ialah bagian penyusun atom yg bermuatan listrik positif (+). Elektron yakni penggalan penyusun atom yg bermuatan listrik negatif (-). Sedangkan neutron tak bermuatan. Atom dibilang bermuatan negatif kalau kelebihan elektron, pula dikatakan bermuatan aktual jikalau kekurangan elektron. Sedangkan atom dibilang netral jikalau jumlah proton sama dgn elektronnya.
Atom & komponen penyusunnya
[Sumber: www.engineeringarchives.org]
Efek listrik statis mampu terjadi sebab adanya perpindahan elektron. Benda menjadi bermuatan karena muatan negatifnya (elektron) dipindahkan dr satu benda ke benda lain. Jadi menggosok penggaris dgn kain artinya kedua benda saling dimuati (charged) sehingga elektron dr salah satu benda berpindah ke benda lain. Benda yg satu memperoleh sejumlah elektron, sehingga akan bermuatan negatif. Sedangkan, benda satunya lagi kehilangan elektron, sehingga akan bermuatan kasatmata.
Penggaris dimuati listrik (charged) dgn cara digosok
Listrik Statis, Ilustrasi: [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Daftar Isi
Interaksi Antar Muatan Listrik
Jika dua benda yg bermuatan saling didekatkan maka akan terjadi interaksi antar muatan listrik pada kedua benda. Benda dgn muatan sejenis jika didekatkan akan tolak menolak. Benda dgn muatan tak sejenis akan tarik mempesona.
[Diolah dari: Douglas C. Giancoli, 2005]
Besar gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak bisa ananda pastikan dgn rumus Hukum Coulomb:
Dimana,
= gaya tarik menarik atau tolak menolak (Newton)
= konstanta Coulomb (
= besar muatan 1 (Coulomb)
= besar muatan 2 (Coulomb)
= jarak antar kedua muatan (m)
Elektroskop
Elektroskop merupakan alat untuk mendeteksi muatan listrik. Bentuk keseluruhan elektroskop mampu dilihat pada gambar dibawah. Pendeteksi muatan pada elektroskop terdiri dr kepala (atas) yg yang dibuat dr metal & dua daun kaki (bawah) yg lazimnya yang dibuat dr emas. Saat elektroskop masih netral, jumlah muatan faktual sama dgn muatan negatif baik di kepala maupun di daun kaki.
Materi Listrik Statis: Elektroskop: [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Ilustrasi kerja suatu elektroskop netral yg didekati (di induksi) oleh benda bermuatan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Muatan negatif dr benda akan tolak menolak dgn muatan negatif pada kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop bergerak menjauh ke bawah/ daun-daun kaki. Karena kini daun kaki bermuatan negatif balasan kelebihan elektron, maka kedua daun kaki pada elektroskop akan terbuka ke kiri & ke kanan. Semakin besar muatannya, kian jauh jarak antar kedua daun kaki elektroskop.
Ilustrasi kerja sebuah elektroskop yg kondisi mulanya tak netral (katakanlah bermuatan negatif) yg didekati oleh benda bermuatan faktual & negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Jika suatu benda bermuatan negatif didekatkan, akan ada lebih banyak elektron yg turun menuju daun kaki sehingga kedua daun kaki akan kian saling menjauh. Jika yg didekatkan yaitu benda bermuatan aktual, maka elektron akan kesengsem dr daun kaki menuju kepala elektroskop menimbulkan muatan negatif pada daun kaki menyusut sehingga jarak antar kedua daun makin merapat.
Contoh Soal Listrik Statis
Dua buah benda bermuatan listrik sejenis, tolak menolak dgn gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/4 kali semula, maka gaya tolak menolak antara kedua muatan tersebut menjadi ….
(A) 1/16 F
(B) 1/4 F
(C) 4 F
(D) 8 F
(E) 16 F
SOLUSI:
Diketahui:
- r1 = r.
- r2 =
Dengan membandingkan kondisi benda diawal dgn keadaan benda diakhir menggunakan rumus Hukum Coulomb bisa ananda dapatkan jawabannya.
Kaprikornus, gaya tolak menolak kedua benda sebesar 16 N .
Jawaban: E
Judul Artikel: Listrik Statis
Kontributor: Ibadurrahman, S.T.
Mahasiswa S2 Teknik Mesin FTUI
Materi Wargamasyarakat.org yang lain: