Listrik Statis – Rumus, Penjelasan, 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)

W_AB = q (V_B – V_A) 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 :

W_AB = 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
 

 
? Selanjutnya baca: Penyebab Listrik Statis – Penjelasan dan Contoh
 

Contoh Listrik Statis

• Pada saat kita menyisir rambut maka tanpa kita sadari terkadang rambut kita akan terbawa berdiri sendiri siring dengan gerakan sisir. Hal seperti ini dapat terjadi karena adanya interaksi muatan antara sisir dengan rambut kita.
• Penggaris plastik yang digosok-gosokan pada kain woll. Kedua benda tersebut umumnya memiliki muatan netral, tapi saat keduanya digosok-gosokan akan terjadi loncatan elektron yang berasal dari kain woll ke penggaris plastik dan penggaris plastik menjadi bermuatan negatif sedangkan kain woll menjadi bermuatan positif.
• Kain sutra yang digoso-gosok pada batang kaca. Pada peristiwa ini benda tersebut akan bereaksi saling tarik-menarik. Kenapa bisa seperti itu? setelah keduanya saling digosok-gosokan akan terjadi loncatan elektron dari batang kaca ke kain sutera sehingga mengakibatkan batang kaca bermuatan positif sedangkan kain sutera bermuatan negatif, hal ini hampir sama seperti pada penggaris yang digosok-gosokan pada rambut.
• Ketika mendekatkan tangan ke layar TV yang baru dimatikan. Pada peristiwa ini jika di perhatikan bulu-bulu atau rambut yang ada pada tangan akan berdiri, hal seperti itu diakibatkan karena adanya listrik statis.

Fungsi Listrik Statis

Berikut ini adalah fungsi listrik statis antara lain:

• Penangkap debu dan asap
• Penyegar udara ruangan
• Mesin foto kopi
• Pengecatan mobil
• Mendidik tentang
• listik dengan generator Van de Graff

Bahaya Listrik Statis

Berikut ini adalah bahhaya listrik statis antara lain:

• Bisa menyebabkan kebakaran
• Tersambar petir
• Kotoran di alat elektronik
• Baju kusut dan menempel
• Rambut berantakan

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)²
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

• Hukum Coulomb – Gaya Elektrostatik dan Konstanta Coulomb – Beserta Contoh Soal dan Jawaban
• Medan Listrik – Penjelansan, Rumus, Contoh Soal dan Jawaban
• Rumus dan Cara Menghitung Medan Listrik Bersama Contoh Soal dan Jawaban
• Bagaimana Albert Einstein mendapatkan rumus E=mc² ?
• Cara Mengemudi Aman Pada Saat Mudik atau Liburan Panjang
• Jenis Virus Komputer – Cara Gratis Mengatasi Dengan Windows Defender
• Cara Menghentikan Penindasan Bullying
• Cara menjaga keluarga Anda aman dari teroris – Ahli anti-teror menerbitkan panduan praktis
• Apakah Anda Memerlukan Asuransi Jiwa? – Cara Memilih Asuransi Jiwa Untuk Pembeli Yang Pintar
• Ibu Hamil Dan Bahaya Kafein – Sayur & Buah Yang Baik Pada Masa Kehamilan
• Daftar Jenis Kanker: Pemahaman Kanker, Mengenal Dasar-Dasar, Contoh Kanker, Bentuk, Klasifikasi, Sel dan Pemahaman Penyakit Kanker Lebih Jelas
• Penyebab Dan Cara Mengatasi Iritasi Atau Lecet Akibat Pembalut Wanita
• Apakah Produk Pembalut Wanita Aman?
• Sistem Reproduksi Manusia, Hewan dan Tumbuhan
• Cara Mengenal Karakter Orang Dari 5 Pertanyaan Berikut Ini
• Kepalan Tangan Menandakan Karakter Anda & Kepalan nomer berapa yang Anda miliki?

 

 

 

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!

• HP Android
• HP iOS (Apple)

 
Sumber bacaan: Physics, Tutor Vista

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