Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengolah informasi dan mengkomunikasikan hasil mengolah informasi peserta didik mampu:
- Menerapkan rumus hukum Coulomb dalam bentuk soal hitungan
- Menjelaskan sifat – sifat medan listrik
- Menggambarkan medan magnet
- Menerapakan rumus kuat medan listrik dalam soal hitungan
==============================================
Hukum Coulomb
Dalam gejala listrik statis, terdapat gaya, yaitu tarik menarik (benda-benda yang bermuatan berbeda), dan tolak menolak (benda-benda yang bermuatan sama). Menggunakan neraca punter, Charles Augustin Coulomb (1736-1806) merumuskan Hukum Coulomb, yang berbunyi
Besarnya gaya tarik menarik atau gaya tolak – menolak antara 2 benda yang bermuatan listrik, sebanding dengan besarnya muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.
Secara matematis, gaya Coulomb (sesuai dengan hukum coulomb) dapat dirumuskan sebagai berikut:
Contoh Soal:
Dua buah benda bermuatan listrik, masing – masing besarnya 4 x 10-6C dan 6 x 10 -6 C. Kedua muatan tersebut, terpisah sejuh 2 cm. Hitunglah besarnya gaya Coulmb kedua muatan tersebut !
Penyelesaian :
Diketahui :
Dua buah benda bermuatan listrik,
muatan benda 1 (q1) = 4 x 10-6C
muatan benda 2 (q2) = 6 x 10 -6 C
jarak kedua benda (r) = 2 cm = 2 x 10-2 m
Ditanya :
gaya Coulomb (F) = ...?
Jawab :
Berdasarkan hukum Coulomb:
Besar gaya kedua benda bermuatan adalah 540 N
Medan Listrik
Medan Listrik ialah daerah/ruang disekitar benda bermuatan listrik, yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik (gaya Coulomb).
Sifat - sifat medan listrik:
- Medan listrik digambarkan dengan garis khayal berbentuk lengkung.
- Garis-garis gaya listrik tidak pernah berpotongan.
- Garis-garis gaya listrik selalu mengarah keluar dari muatan. positif dan masuk menuju muatan negatif.
Ingat !!!Positif panahnya Keluar dan panahnya Masuk ke Negatif - PoKeMaN
Semakin rapat garis-garis gaya listrik pada suatu tempat, maka medan listrik pada tempat tersebut semakin kuat dan sebaliknya.
Besarnya kekuatan yang dialami benda bermuatan pada medan listrik disebut dengan Kuat Medan Listrik. Kuat medan listrik dapat dirumuskan dengan persamaan,
Contoh Soal:
Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B adalah 12x10-9N, Jika besar muatan A sebesar 6x10-6C dan muatan uji B sebesar 5 x 10-8 C, berapakah besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh muatan A tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
Gaya Coulomb benda A dan B (F) = 12x10-9N
Besar muatan benda A (QA) = 6x10-6C
Besar muatan benda B (QB) = 5 x 10-8 C
Ditanya:
Kuat medan listrik pada benda B (E) = ...?
Jawab:
Berdasarkan soal, muatan yang digunakan adalah muatan pada benda B, maka
Jadi, kuat medan listrik yang dialami Benda B adalah 0,24 N/C.
Beda Potensial
Beda potensial listrik ialah besarnya energi potensial listrik yang digunakan untuk memindahkan muatan listrik dari suatu titik ke titik yang lainnya.
Cermatilah ketentuan dibawah ini !1. Proton mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah2. Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi3. Muatan listrik hanya dapat berpindah, jika diantara 2 titik, ada beda potensial.
Beda potensial dapat dihitung dengan persamaan,
Contoh soal
Sebuah sumber tegangan dihubungkan dengan kawat penghantar sehingga muatan listrik berpindah sebanyak 350 C membutuhkan energi potensial listrik sebesar 5.600 joule. Hitunglah beda potensial kutub-kutub sumber tegangan tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
muatan listrik berpindah (Q) = 350 C
energi listrik (W) = 5600 J
Ditanya:
Beda potensial kutub sumber tegangan (V) = ...?
Jawab:
Jadi, beda potensial kutub-kutub sumber tegangan adalah 16 Volt.
======================================================================
Latihan
1. Dua buah muatan diletakkan seperti pada gambar di bawah ini. Besar muatan pada A adalah +12 µC dan muatan di B adalah - 8 µC. Sedangkan besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan 5 cm. (k = 9 x 109 Nm2//C2, 1µC ( baca mikro Coulomb) = 10−6 C). Berapakah Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan tersebut?
2. Perhatikan gambar medan listrik berikut!
3. Medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji A terhadap muatan B, sebesar 120 n/C. Apabila jarak antara kedua muatan tersebut sebesar 6 cm, hitunglah besar muatan B!
4. Perhatikan gambar benda bermuatan listrik di bawah ini. Jika antara ke dua buah benda tersebut, dihubungkan dengan kawat pengantar, tuliskanlah aliran muatan elektron dan proton pada gambar 1, 2 dan 3, dibawah ini!.
Contoh: Gambar 1
• Elektron mengalir dari benda B ke benda A
• Proton mengalir dari benda A ke benda B
Lanjutkan pada gambar 2 dan 3.
5. Sebuah baterai memiliki beda potensial 6 Volt. Hitunglah besarnya energi yang dibutuhkan baterai tersebut apa bila digunakan untuk memindahkan muatan listrik sebanyak 190 C!
===============================================
EmoticonEmoticon