MUATAN LISTRIK dan HUKUM COULOMB. By : Muslimin, ST.

Transkripsi

1 MUATAN LISTRIK dan HUKUM COULOMB By : Muslimin, ST.

2 Pokok Bahasan : 1. Muatan Listrik 2. Konduktor dan Isolator 3. Hukum Coulomb

3 1. Muatan Listrik 1 Apa itu muatan listrik? 2 Sejarah muatan listrik 3 Dasar / konsep muatan listrik 4 Hubungan muatan listrik 5 Percobaan percobaan Konsep muatan listrik elektron (sedikit ) End the show?

4 Apa itu muatan listrik? Suatu benda dikatakan bermuatan listrik jika dia memiliki ketidakseimbangan muatan di dalamnya Sehingga muatan adalah muatan dasar atau kandungan dasar yang dimiliki setiap benda.

5 Sejarah muatan listrik Awalnya seorang ilmuwan yunani kuno bernama thales of miletus melakukan sebuah percobaan dengan menggosokgosokan batu ambar (karet dari getah pohon yang dikeraskan) ke kain wol dan didekatkan ke bulu ayam Bulu ayam tersebut menempel atau tertarik ke batu ambar tersebut Lalu muncullah kata listrik yang berasal dari kata elektron batu ambar (menurut bahasa yunani)

6 Sejarah muatan listrik Setelah itu bulu ayam terlepas Ini berarti bersifat sementara muatannya Nah ini yang dinamakan listrik statis yang berhubungan dengan perbedaan muatan listrik pada benda

7 Penerapan Konsep muatan listrik Pada setiap benda selalu ada muatan positif dan negatif yang sama banyaknya sehingga netral Bila muatan positifnya tinggi benda tersebut bermuatan Benda bermuatan disebabkan oleh kelebihan/ kehilangan elektron Salah satu cara agar benda bermuatan yaitu dengan cara digosok Pengaruh plastik pada gosokan menjadi negatif, sedangkan kaca positif (plastik kaca )

8 Hubungan benda bermuatan listrik Bermuatan dg tidak bermuatan Akan saling tertarik sebab benda tersebut terpolarisasi Bermuatan dengan bermuatan Benda 1 Benda 2 hubungan Terpolarisasi adalah penyusunan letak elektron pada benda netral ketika benda netral didekatkan ke benda bermuatan Tolak menolak Tolak menolak Tarik menarik

9 Hubungan benda bermuatan listrik Bermuatan dg tidak bermuatan Ingat muatannya tersebar rata (tidak mengumpul) karena negatif dan negatif bertolakan

10 Hubungan benda bermuatan listrik Bermuatan dengan bermuatan

11 Percobaan

12 Konsep elektron Seperti yang sudah di jelaskan tadi,muatan bergantung pada perpindahan elektron Ketika digosokkan,kita menambah energi sehingga elektron bisa bergerak ke orbital yang lebih tinggi hingga lepas

13 n n n

14 Mesin fotokopi (xerographic copier)

15 Kawat korona Logam Fotokonduktor

16 Cahaya yang dipantulkan dari dokument Berubah menjadi konduktor Lalu mengalir

17

18 Toner

19

20 Kertas

21

22 Pemanas

23 2. Konduktor dan Isolator Bahanbahan perak, tembaga, dan aluminium yang dapat dialiri arus listrik atau mudah menghantarkan arus listrik disebut konduktor listrik, sedangkan bahanbahan karet dan plastik yang tidak dapat dialiri arus listrik atau sukar menghantarkan arus listrik disebut isolator listrik. Beberapa bahan, seperti germanium dan silikon dapat bertingkah laku kadangkadang sebagai konduktor dan kadangkadang sebagai isolator. Bahanbahan seperti ini disebut semikonduktor.

24 3. Hukum Coulomb Gaya interaksi antara dua benda titik bermuatan listrik sebanding dengan muatan masingmasing, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut. Gaya interaksi bekerja pada garis penghubung antara kedua benda bermuatan tersebut. Gaya interaksi tarikmenarik, bila mutan berbeda tanda; dan tolakmenolak bila bertanda sama. Peristiwa di atas dikenal dengan Hukum Coulomb.

25 y r 1 F 12 q1 r 2 r 12 q2 Sebuah benda titik bermuatan q1 berada pada vektor posisi r, dan 1 benda bermuatan q2 ada pada vektor posisi. Vektor posisi q1 relatif terhadap q2 adalah r 12 r1 r2 Vektor satuan pada arah x r 2 rˆ 12 r r r r r dituliskan Secara kuantitatif gaya dapat dituliskan sbb : F 12 F pada q1 yang disebabkan oleh q2 1 q q rˆ r12

26 Gaya oleh beberapa buah muatan q1 r r 2 1 r 4 q2 r 3 q4 q3 q1 r 12 r 14 q2 q4 r 13 q3 Gb.1.3 (a)vektor posisi qi,q2,q3 dan q4 (b)posisi relatif q1 terhadap q2,q3 dan q4 Bila q1, q2, q3 dan q4 terpasang kuat pada posisi masingmasing, gaya resultan yang bekerja pada q1 oleh karena q2, q3 dan q4 adalah F F F F14 F 13 F 12 gaya antara q1 dan q2, gaya antara q1 dan q3, dsb. Jadi gaya pada q1 oleh beberapa muatan adalah superposisi gaya interaksi antara q1 dengan masingmasing muatan.

27 TUGAS : 1. Kita mempunyai 2 buah benda titik bermuatan. Yang satu terletak pada koordinat (2,0) dengan muatan q1 = 10 C, dan yang lain terletak pada koordinat (5,4) dengan muatan q2 = 5 C. Tentukan vektor gaya yang bekerja pada muatan q2 karena gaya Coulomb oleh q1. Posisi koordinat dinyatakan dalam meter. 2. Empat buah muatan terpasang masingmasing pada koordinat (0,3), (1,4), (4,0), dan (0,3). Harga masingmasing muatan adalah q1 = 2 C, q2 = 1 C, q3 = 3 C, dan q4 = 1 C. Hitung resultan gaya pada q3. Posisi muatan dinyatakan dalam meter.

28 3. Tiga muatan titik ditempatkan pada sumbu x seperti pada gambar. Tentukan gaya total pada muatan 5μC yang disebabkan oleh dua muatan lain! 3μC 5μC 8μC 20 cm 30 cm 4. Diketahui muatanmuatan tampak seperti pada gambar dibawah ini. Tentukan gaya pada muatan 4μC akibat dua muatan lainnya. 4μC 20 cm 20 cm 2μC 60 o 60 o 3μC