Site icon PINTERpandai

Listrik Statis – Rumus, Penjelasan, Contoh Soal dan Jawaban

Listrik statis

Listrik Statis – Rumus, Contoh Soal dan Jawaban

Listrik statis

Listrik statis adalah ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda. Muatan listrik tetap ada sampai benda kehilangannya dengan cara sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik.

Listrik statis kontras dengan arus listrik, yang mengalir melalui kabel atau konduktor lainnya dan mentransmisikan listrik.

Baca juga ? Listrik Dinamis (Arus Listrik) – Rumus, Contoh Soal dan Jawaban
 

Rumus listrik statis

Gaya coulumb (F)

F = k x Qq/R² = qE

Kuat medan listrik (E)

E = k x Q/R² = F/q

Potensial listrik (V)

V = k x Q/R = ER

Energi potensial listrik (EP)

Ep = k x Qq/R = qV

Usaha (W)

WAB = q (VB – VA) q segitiga V

Kapasitor keping sejajar

Energi kapasitor

W = ½ CV² = ½ QV

Bola kapasitor

C = 4 pi 30 (angka 3 di balik) r

Keterangan :

WAB = usaha memindahkan mautan daripotensial A ke B
Q = muatan sumber
q = muatan uji
R = jarak antar muatan
k = 8,99 X 109N m2 C-2
C = kapasitansi kapasitor
r = jari-jari bola
30 (angka tiga di balik) = permitivitas ruang hampa
K = koefisien dielektrik
A = luas penampang plat
d = jarak antar keping
 

Penyebab Listrik Statis

Fenomena penyebab listrik statis membutuhkan pemisahan muatan positif dan negatif. Ketika dua bahan bersentuhan, elektron dapat berpindah dari satu bahan ke bahan lainnya, yang meninggalkan kelebihan muatan positif pada satu bahan, dan muatan negatif yang sama di sisi lainnya. Ketika bahan dipisahkan mereka mempertahankan ketidakseimbangan muatan ini. Baca juga ? Penyebab Listrik Statis – Penjelasan lebih lanjut dan Contoh
 

Styrofoam menempel pada bulu kucing karena listrik statis. Efek triboelectric menyebabkan muatan elektrostatik menumpuk di bulu karena gerakan kucing. Medan listrik yang bermuatan menyebabkan polarisasi molekul styrofoam karena induksi elektrostatik, menghasilkan sedikit daya tarik potongan plastik ringan ke bulu kucing. Efek ini juga merupakan penyebab listrik statis yang melekat pada pakaian. Sumber foto: Wikimedia Commons

 
? Selanjutnya baca: Penyebab Listrik Statis – Penjelasan dan Contoh
 

Contoh Listrik Statis

Fungsi Listrik Statis

Berikut ini adalah fungsi listrik statis antara lain:

Bahaya Listrik Statis

Berikut ini adalah bahhaya listrik statis antara lain:

 

Closeup bagian dalam “globe plasma” yang terdiri dari elektroda di dalam bola kaca yang dievakuasi sebagian, yang menerapkan tegangan AC frekuensi tinggi dari rangkaian kumparan Tesla. Arus frekuensi tinggi menyebabkan pita plasma yang meluas ke permukaan kaca. Sumber foto: Wikimedia Commons

 

Perbedaan listrik statis dan dinamis

Apa saja perbedaan antara listrik statis dan dinamis? Ada beberapa hal yang membedakan listrik statis dan dinamis, yang penjelasannya dibagian bawah ini:

  • Aliran atau perpindahan elektron secara kontinyu atau terus-menerus terjadi pada listrik dinamis sedangkan pada listrik statis tidak terjadi. Hal seperti ini terjadi pada listrik dinamis karena elektron yang ada pada konduktor (penghantar arus listrik) memang sangat mudah untuk berpindah. Sedangkan perpindahan elektron yang terjadi pada listrik statis disebabkan oleh gesekan (dapat terjadi pada beberapa kasus karena induksi) dan tidak mengalir secara kontinyu.
  • Listrik dinamis dapat diukur dengan alat ukur yang telah di tentukan. Sedangkan listrik statis susah sekali untuk diukur, seperti misalnya sangat sulit untuk mengukur: arus listrik, tegangan listrik, hambatan maupun daya listrik yang terdapat pada benda (seperti pada penggaris plastik yang dapat menarik kertas yang telah disobek kecil-kecil).
  • Listrik dinamis hanya terjadi pada penghantar konduktor saja, sedangkan fungsi dari isolatornya untuk mencegah pengguna dari sengatan listrik.

 

Contoh Soal dan Jawaban Listrik Statis

Berikut contoh soal listrik statis  dan contoh soal listrik statis kelas 9 di bawah ini:

Titik A terletak dalam medan listrik. Kuat medan listrik dititik A = 0,5 NC-1. Jika di titik A diletakkan benda bermuatan lsitrik 0,25 C, maka pada benda tersebut bekerja gaya Coulomb sebesar.

Jawaban :

Diketahui :
Kuat medan klistrik di titik A = 0,5 NC-1
Muatan lsitrik di titik A = 0,25 C

Ditanya :

Gaya Coulomb yang bekerja pada benda bermuatan listrik?

Jawab :

Rumus yang menyatakan hubungan antara gaya listrik (F), medan listrik (E) dan muatan listrik (q) adalah :

F = q E
F = (0,25 C)(0,5 NC-1)
F = 0,125 N.
 

Dua buah muatan masing-masing 5 C dan 4 C berjarak 3 m satu sama lain. Jika diketahui k = 9 x 109 Nm2 C-2, maka besar gaya Coulomb yang dialami kedua muatan adalah…

Jawaban :

Diketahui :

Muatan 1 (q1) = 5 C
Muatan 2 (q2) = 4 C
Jarak anatar muatan 1 dan dua (r) = 3 meter
Konstanta Coulomb (k) = 9 x 109 Nm2 C-2

Ditanya :

Besar gaya Coulomb? (F)

Jawab an:

F = k q1 q2 / r²
F = (9×109) (5) (4) / 3²
F = (9×109) 20/9
F = (9×109) (20)
F = 20 x 109
F= 2×1010
 

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 :

Diketahuai :
q1 = 6 μC = 6 x 10-6 C
q2 = 12 μC = 12 x 10-6 C
r = 30 cm = 0,3 m = 3 x 10-1 meter

Ditanya:
F = …?

Jawaban:

F = k q1 q2 / r²
F = 9 x 109 (6 x 109)x 12 x 106) / (3×10-1
F = (9x6x12x10-3) / (9×10-2) = 7,2 newton

Maka jawabannya adalah 7,2 newton.

 

Listrik statis dapat terjadi karena?

Jawaban:

Perpindahan elektron dari satu benda (yang kemudain menjadi bermuatan positif) ke benda lain (yang kemudian menjadi bermuatan negatif).

Pembahasan:

Listrik statis adalah fenomena kelistrikan dimana muatan listriknya tidak bergerak. Suatu benda dapat dibuat bermuatan listrik statis baik negatif atau positif, akibat sentuhan, gesekan atau kontak suatu benda dengan benda lain yang membuat adanya perpindahan elektron dari atau ke benda tersebut.

Jika elektron berpindah dari benda, benda akan menjadi bermuatan positif, sebaliknya, bila elektron berpindah ke benda, benda akan menjadi bermuatan negatif.
 

Benda yang mampu dibuat listrik statis beserta muatannya adalah…

Jawaban:

A. Bermuatan Positif  

1. Kulit, rambut dan bulu pada hewan (termasuk manusia).

Jika rambut manusia disisir dengan sisir plastik misalnya, maka akan menjadi bermuatan positif. Ini akan membuat rambut mengembang karena saling tolak menolak antara helaian rambur yang bermuatan sama-sama positif.

Sifat listrik statis yang bermuatan positif ini terjadi karena elektron di rambut akan berpindah menuju ke sisir tadi. Sisir kemudian akan bermuatan negatif karena adanya penambahan elektron.

2. Kain sutera dan wool

Kain dari bahan serat hewani ini juga sama berkecenderungan untuk melepaskan elektron ketika bersentuhan, misalnya dengan kaca, gelas atau bahan yang terbuat dari plastik.

3. Kertas

Lembaran kertas awalnya bersifat netral (tidak bermuatan), tapi saat beberapa lembar kertas kecil diletakkan di atas meja dan sebuah balon plastik dibawa mendekat dan dipegang di atas kertas, maka balon akan menarik potongan kertas dari meja. Hal ini karena elektron dari kertas akan berpeindah ke plastik, dan membuat kertas bermuatan positif, sementara balon bermuatan negatif.

B. Bermuatan Negatif

1. Plastik
2. Logam seperti emas dan perak
3. Teflon (pelapis yang digunakan di wajan)
4. Karet
5. Silikon

 

Berikut ini yang bukan gejala listrik statis adalah…

A. Balon menempel di dinding setelah digosokkan ke rambut.
B. Kedua telapak tangan terasa panas setelah saling digosokkan.
C. Bulu badan tertarik oleh pakaian yang baru saja disetrika.
D. Ujung sisir mampu menarik serpihan kertas setelah digunakan untuk bersisir.

Jawaban:

B. kedua telapak tangan terasa panas setelah saling digosokkan

Pembahasan:

Kedua telapak tangan terasa panas setelah saling digosokkan bukan merupakan contoh dari peristiwa listrik statis, namun contoh dari gaya gesek. Gesekan antara kedua permukaan tangan menyebabkan adanya panas, ketika energi gerak berubah menjadi energi panas (kalor).

Adanya panas menyebabkan peningkatan suhu yang dirasakan oleh permukaan kulit ini.

Sementara itu:

Balon menempel di dinding setelah digosokkan ke rambut, merupakan contoh dari listrik statis. Pada peristiwa ini rambut akan menjadi bermuatan positif sebab elektron dari rambut berpindah ke balon yang terbuat dari plastik.
Bulu badan tertarik oleh pakaian yang baru saja disetrika, merupakan contoh dri listrik statis. Pada peristiwa ini, rambut dan kain berbeda muatan lsitrik, sehingga terjadi gaya tarik menarik
Ujung sisir mampu menarik serpihan kertas setelah digunakan untuk bersisir, merupakan contoh dari listrik statis. Pada peristiwa ini sisir bermuatan negatif akibat perpindahan elektron dari rambut yang disisir, sehingga memiliki muatan berbeda dengan kertas dan menyebabkan gaya tarik menarik.

Baca juga ?  Rumus Kalor (Panas) dan Contoh-Contoh Soal Beserta Jawabannya

 

Berikan contoh penggunaan listrik statis dalam teknologi…

Dibawah Ini merupakan beberapa contoh dari teknologi teknologi yang mengunakan konsep listrik statis:

1. Penangkal petir

Petir mengalir dari konduktor listrik yang tersambung ke tanah. Sehingga ketika petir menyambar listrik dari petir mengalir ke tanah dan akan dinetralkan oleh muatan yg ad di tanah/ bumi.

2. Aerosol

Cara Kerja aerosol adalah cairan yang ada di dalam botol menjadi bermuatan ketika bergesekan dengan mulut botol lalu cairan tersebut tertarik oleh permukaan yang ingin disemprot karena perbedaan muatan. Biasanya konsep ini digunakan pada pengecatan mobil.

3. Sandal Antistatis pada sandal hotel atau rumah sakit

Sandal antistatis ini dirancang untuk menyimpan sedikit elektron agar saat bergesekan dengan karpet yang ada di hotel atau rumah sakit tidak akan terbakar. Sandal antistatis ini dibuat dari bahan isolator listrik. Agar elektron yang ada dalam tubuh kita sulit untuk berpindah .

4. Alat pemulihan kanker

Ada dua elektroda yang diletakan diantara tempat sel kanker berada dan dua elektroda tadi akan secara bergantian mengirimkan gelombang listrik statis yang lama kelamaan membuat sel kanker membelah dan akan melambatkan pertumbuhan sel kanker dan lama kelamaan sel kanker akan hancur.

5. Teknologi layar sentuh

Karena tubuh manusia memiliki listrik statis dan juga bersifat konduktor, sehingga ketika kita menyentuh layar lokasi ini kemudian akan diproses oleh kontroler, untuk kemudian akan menghasilkan output yang dikehendaki.

6. Mesin foto kopi

Mesin fotokopi menggunakan listrik statis untuk menyalin cetakan dari halaman yang di-foto copy ke halaman salinan. Hal ini dilakukan melalui apa yang disebut dengan xerografi.

Pertama, permukaan fotokonduktif diberi muatan listrik positif. Permukaan fotokonduktif kemudian terpapar pada gambar dokumen. Area di mana halaman asli tidak ada tulisan atau gambar akan diterangi dan hilang sifat konduktif nya. Sebaliknya area di mana halaman asli ada tulisan atau gambar akan tertutup dan muatan positifnya akan tetap ada.

Serbuk bermuatan negatif disebar dan akan menempel karena daya tarik elektrostatik ke area gambar bermuatan positif, atau yang tertutup saat dipapar. Selembar kertas diletakkan di atas serbuk dan kemudian diberi muatan positif sehingga bagian kertas salinan akan memiliki muatan positif pada bagian dimana ada tulisan atau gambar pada halaman asli. Bagian halaman ini akan menarik tinta foto copy dan membuat halaman salinan yang mirip dengan halaman asli.

 

Satu elektron dan satu proton adalah 1.000 nm (nanometer) dari satu sama lain. Muatan elektron adalah , dan muatan proton adalah . Apakah hal ini menarik atau menolak? Berapa besarnya gaya elektrostatik pada partikel bermuatan ini?

Jawaban: Elektron dan proton memiliki muatan dengan tanda-tanda yang berlawanan, sehingga gaya di antara keduanya menarik. Arah gaya pada masing-masing partikel adalah ke arah yang lain. Untuk menemukan besarnya gaya, jarak antar partikel harus dikonversi terlebih dahulu menjadi meter. Awalan “n”, yang berarti “nano”, menunjukkan bahwa angka tersebut diskalakan oleh 10-9, dan karenanya 1 nm = 10-9 m. Jarak antara partikel yang diisi adalah:

r = 1.000 nm

Besarnya gaya elektrostatik antara partikel dapat ditemukan menggunakan Hukum Coulomb:




Besarnya gaya antara elektron dan proton adalah 2.307 x 10-10 N (Newton).
 

Rumus Fisika Lainnya

Fisika banyak diisi dengan persamaan dan rumus fisika yang berhubungan dengan gerakan sudut, mesin Carnot, cairan, gaya, momen inersia, gerak linier, gerak harmonik sederhana, termodinamika dan kerja dan energi. Klik disini untuk melihat rumus fisika lainnya (akan membuka layar baru, tanpa meninggalkan layar ini).
 

Bacaan Lainnya

 

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

 

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

 

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita! Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

 
Sumber bacaan: PhysicsTutor Vista


 
Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya

Exit mobile version