MAKALAH FISIKA MUATAN LISTRIK DAN HUKUM COULOMB
CREATED BY : Gilang Tri Subakti Rafli Dwi Agustiandra Wahyu Ramadhan
MUATAN LISTRIK Di dalam kehidupan kita sehari-hari kata listrik bukan merupakan hal yang asing lagi. Banyak peralatan rumah tangga yang menggunakan listrik, misalnya setrika, radio, televisi, lemari es, kipas angin, mesin jahit listrik, magic jar, dan mesin cuci. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam kehid kehidupa upan n kita kita energ energii listr listrik ik sudah sudah menjad menjadii kebutuhan pokok. Dala Dalam m
ilmu ilmu
fisi fisika ka,,
list listri rik k
dibe dibeda daka kan n
menjad menjadii dua macam macam,, yaitu yaitu listr listrik ik stati statis s dan listrik dinamis. Listrik statis mempelajari sifat kelistrikan suatu benda tanpa memperhatikan gerakan
atau
ali aliran
muatan
listrik.
Dalam
ilmu
fisika
disebut
elektr elektrost ostati atika. ka. Sebali Sebalikny knya, a, jika jika mempe memperh rhati atikan kan adanya adanya muata muatan n listr listrik ik yang bergerak atau mengalir, maka disebut listrik dinami dinamis s atau atau elektr elektrodi odinam namika ika.. Thales Thales dari dari Milete Milete (540 – 546 SM) adalah ahli pikir Yunani purba, yang menu menuru rutt
seja sejara rahn hnya ya bahw bahwa a
geja gejala la list listri rik k
stat statis is
terjadi pada batu ambar yang digosok dengan bulu. Ter Terny nyat ata a
batu batu
amba ambarr
ter tersebu sebutt
dapa dapatt
menar enarik ik
benda-benda ringan yang lain misalnya bulu ayam. Dalam bahasa Yunani batu batu ambar ambar sering sering dis disebu ebutt elektr elektron. on. Sesuai Sesuai dengan dengan pengam pengamata atan n pada pada kegiatan di atas ternyata benda-benda tertentu yang telah digosok dapat menarik menarik benda-bend benda-benda a kecil kecil yang ada di sekitarn sekitarnya. ya. Benda-bend Benda-benda a yang telah digosok dan dapat menarik benda kecil yang ada di sekitarnya ini disebut benda yang telah bermuatan listrik. Dari kegiatan di atas yang telah
kalian
lakukan
dapat
disimpulkan
bahwa:
1. Plast Plastik ik yang yang telah telah digoso digosokka kkan n pada pada rambut rambut kerin kering g akan akan bermu bermuata atan n listrik
negatif.
2.Kaca 2.Kaca yang telah digosok digosok dengan bulu akan bermuatan bermuatan listrik listrik positif. positif. 3. Dua buah benda yang bermuatan listrik sejenis akan tolak-menolak dan jika jika muatan muatan lis listrik triknya nya berbeda berbeda akan tarikmen tarikmenarik. arik. Untuk Untuk menerangk menerangkan an penger pengertia tian n adanya adanya sifat sifat kelis kelistri trikan kan pada pada suatu suatu benda, benda, perlu perlu dipaha dipahami mi
adanya konsep atom yang dimunculkan oleh para ahli di antaranya, teori atom Dalton, Thompson, Rutherford dan Bohr.
Secara umum dapat dijelaskan bahwa: 1. Benda terdiri atas atom-atom sejenis. 2. Setiap atom terdiri atas sebuah inti yang dikelilingi oleh satu atau lebih elektron. 3. Inti atom bermuatan positif, elektron bermuatan negatif. 4. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif dan netron yang tidak bermuatan listrik. Benda atau materi pada umumnya mempunyai jumlah proton sama deng dengan an juml jumlah ah elek elektr tron on bend benda a dise disebu butt dala dalam m kead keadaa aan n netr netral al.. Jika Jika keseimban keseimbangan gan antara antara jumlah jumlah proton proton dan jumlah jumlah elektron elektron terusik terusik yaitu yaitu adanya adanya pengurang pengurangan an atau penambaha penambahan n muatan muatan elektron elektron,, maka maka benda tersebut dikatakan bermuatan listrik. Benda akan bermuatan listrik positif bila kekurangan elektron dan benda bermuatan negatif apabila kelebihan elektron. Cara tradisional untuk memperoleh benda bermuatan listrik bisa dilaku dil akukan kan dengan dengan gosoka gosokan. n. Jika Jika dua benda benda saling saling digoso digosokka kkan, n, maka maka elektron dari benda yang satu akan pindah ke benda yang lain, sehingga benda yang kehilangan elektron akan bermuatan positif dan benda yang menerima pindahan elektron akan bermuatan negatif. Menu Menuru rutt
Benj Benjam amin in Fran Frankl klin in (170 (1706– 6–17 1790 90), ), adan adanya ya perp perpin inda daha han n
muatan dari benda satu ke benda yang lain merupakan implikasi dari hukum kekekalan muatan, artinya pada saat terjadi gosokan antara dua bend benda, a,
tida tidak k
menc mencip ipta taka kan n
muata uatan n
list listri rik k
baru baru
nam namun
pros proses esny nya a
merupa merupakan kan perpin perpindah dahan an muata muatan n dari dari satu satu benda benda ke benda benda yang yang lain. lain. Sebenarnya untuk perpindahan elektron antara dua benda keduanya tidak perlu digosok-gosokkan, cukup dikontakkan atau ditempelkan saja, tetapi dengan saling digosokkan, maka perpindahan elektron akan lebih mudah. Mengapa? Jika ingin memperoleh logam bermuatan dengan cara gosokan, maka maka loga logam m itu itu harus arus diis diisol olas asii dari dari tana tanah h agar agar muat muatan anny nya a tida tidak k dine dinetr tral alka kan, n, kare karena na adan adanya ya alir aliran an elek elektr tron on ke tana tanah h bila bila bend bendan anya ya
berm bermua uata tan n nega negati tif, f, atau atau seba sebali likn knya ya elek elektr tron on dari dari tana tanah h bila bila bend benda a tersebut bermuatan positif. Atau jika pemegang tidak pakai sepatu yang bersifat isolator maka muatan listrik bisa mengalir melalui tangan, badan, dan kaki si pembuat eksperimen.
HUKUM COULOMB Hukum Coulomb adalah gaya yang dilakukan oleh dua benda (yang masi masing ng-m -mas asin ing g berm bermua uata tan n list listri rik) k) yang yang satu satu pada pada yang yang lain lain,, adal adalah ah sebanding-laras dengan kuatnya muatan listrik dari benda-benda tersebut dan dan seba seband ndin ingg-ba bali lik k deng dengan an kuad kuadra ratt jara jarak k anta antara ra kedu kedua a bend benda a itu. itu. Interaksi antara dua benda bermuatan yang dimensi geometrinya dapat diabaikan terhadap jarak antar keduanya. Maka dalam pendekatan yang cukup cukup baik baik dapat dapat diang dianggap gap bahwa bahwa kedua kedua benda benda bermu bermuata atan n terseb tersebut ut sebagai titik muatan. Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) pada tahun 1784 mencoba mengukur gaya tarik atau gaya tolak listrik antara dua buah muatan tersebut. Terny Ternyata ata dari dari hasil hasil percob percobaan aannya nya,, dipero diperoleh leh hasil hasil sebaga sebagaii berikut: •
Pada Pada jarak jarak yang yang tetap, tetap, besarn besarnya ya gaya gaya berban berbandin ding g lurus lurus dengan dengan hasil kali muatan dari masing – masing muatan.
•
Besarnya gaya tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua
muatan. •
Gaya antara dua titik muatan bekerja dalam arah sepanjang garis penghubung
yang
lurus. •
Gaya Gaya tari tarik k mena menari rik k bila bila kedu kedua a muat muatan an tida tidak k seje sejeni nis s dan dan tola tolak k menolak bila kedua muatan sejenis.
Contoh Hukum Coulomb ( Timbangan Puntir ) Untuk Untuk menimban menimbang g benda-bend benda-benda a yang sangat sangat ringan. ringan. Timbanga Timbangan n puntir
membawa
Coulomb
ke
penemuannya yang paling penting. Dengan meng mengge gera rakk kkan an listrik
di
dua dua
dekat
bula bulata tan n
timbangan
berm bermua uata tan n puntir,
ia
menunj menunjukk ukkan an bahwa bahwa kekuat kekuatan an di antara antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.
Pertanyaan dari Yuliana : •
Kena Kenapa pa ujun ujung g kaca kaca jika jika digo digoso sokk kkan an deng dengan an su sute tera ra menj menjau auh, h, sedangkan ujung plastik jika digosokkan pada bulu mendekat? Jawab Jawab : muatan muatan pada batang batang kaca kaca yang yang digosok digosok adalah muatan muatan posi positi tif, f, seda sedang ngka kan n muat muatan an pada pada peng pengga gari ris s plast plastik ik yang yang digosok (atau amber) adalah muatan negatif. Jumlah muatan yang yang diha dihasi silka lkan n oleh oleh su suat atu u bend benda a mela melalu luii su suat atu u pros proses es penggo penggosok sokan, an, adalah adalah sama sama dengan dengan jumlah jumlah muatan muatan positip positip dan negati negatip p yang yang dihasi dihasilkan lkan.. Jumlah Jumlah bersih bersih muatan muatan yang yang dihasi dihasilkan lkan oleh suatu suatu benda benda selama selama proses proses penggo penggosok sokan an adalah nol. Contoh, ketika penggaris plastik digosok dengan kain wol, plastik memperoleh muatan negatip dan kain wol mempero memperoleh leh muatan muatan positi positip p dengan dengan jumlah jumlah yang yang sama. sama. Muatan-mua Muatan-muatan tan tersebut tersebut dipisahkan, dipisahkan, namun jumlah jumlah kedua jen jenis is muat muatan an adal adalah ah sama sama.. Ini Ini adala adalah h cont contoh oh dari dari su suat atu u hukum yang berlaku sampai sekarang, sekarang, yang dikenal dikenal dengan nama hukum kekekalan muatan listrik.
Pertanyaan dari Andi Rosmarita : •
Bahan – bahan yang mengandung muatan listrik selain kaca dan plastik? Jawab : batu ambar, diesel, air, dll.
Pertanyaan dari Yuliana : •
Contoh aplikasi dari Hukum Coulomb? Jaw Jawab ab : Timba Timbang ngan an Pu Punt ntir, ir, Deng Dengan an mengg mengger erak akkan kan dua dua bula bulata tan n bermuatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, menunjukkan bahwa kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.
