BAB 4 LISTRIK STATIS DAN SISTEM SARAF

 

Keterangan : Setiap Pertemuan = 1 Jam Pelajaran

  Pertemuan ke-1  

IPA Kelas 9   Semester Ganjil

Sebelum memulai pelajaran ini, kalian harus sudah mahir operasi bilangan pangkat.

Misalnya =  4 x 10^-3 x  2 x 10^-2 = ....? 

Jawabnya adalah = ....?

iya tepat... 

= 8 x  10^-5 

  

BAB 4

LISTRIK STATIS DAN SISTEM SARAF

 Pada pertemuan ini kamu akan mempelajari tentang, meliputi:

A) Benda bermuatan listrik, Peristiwa kelistrikan, dan Sifat Muatan Listrik

B) Hukum Coulomb

C) Kelistrikan pada sistem Saraf, Jantung dan Tulang

D) Hewan yang mengandung listrik

MATERI

A) Benda bermuatan listrik, Peristiwa kelistrikan, dan Sifat Muatan Listrik

    Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral.

Perhatikan gambar atom berikut!

Gambar 4.1 Model Atom Karbon.

Jadi, 

proton adalah bagian dari atom yang bermuatan positif.

Sifat proton antara lain adalah tidak bisa berpindah dari benda satuke benda lainnya.

netron adalah bagian dari atom yang tidak bermuatan (netral)

elektron adalah bagian dari atom yang bermuatan negatif.
Salah satu sifat elektron adalah bisa berpindah dari benda satu ke benda lainnya.

Beberapa peristiwa yang berhubungan dengan listrik statis adalah terjadinya PETIR, plastik digosok menggunakan rambut (wol), kaca digosok menggunakan sutera.

Gambar 4.2 Plastik yang digosok wol menjadi bermuatan listrik negatif, sehingga bisa menarik potongan kertas kecil.

Mengapa demikian, bisakah Anda menjelaskan?

Gambar 4.3 Kaca yang digosok sutera menjadi bermuatan listrik positif.

Sifat Muatan Listrik:

Benda yang bermuatan listrik sejenis akan saling tolak menolak.

BEnda yang berlainan jenis akan saling menarik.

Alat-alat listrik yang berhubungan dengan listrik statis:

1) Generator Van de Graaff = yaitu alat yang digunakan untuk menimbulkan muatan listrik yang sangat besar

2) Elektroskop = yaitu alat untuk mengetahui ada/ tidaknya muatan listrik pada benda.

Sifat-sifat elektron dan arus listrik:

- elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.

- Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke petensial rendah.

Contoh: 

A bermuatan - 3 C dan B bermuatan +7 C; maka elektron akan bergerak dari A ke B.

atau bisa digambarkan sbb:

Gambar 4.4 Arah aliran elektron dari A ke B. Arah arus listrik dari B ke A.

B) Hukum Coulomb

Bunyi hukum Coulomb : "Gaya listrik antara dua benda bermuatan sebanding dengan muatan masing-masing berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda itu"

Dirumuskan sbb:

Keterangan:

F = Gaya Coulomb, satuan Newton atau N.

Q1 = muatan benda kesatu, satuan Coulomb atau C.

Q2 = muatan benda kedus, satuan Coulomb atau C.

r = jarak antara kedua benda, satuan meter atau m.

k = konstanta atau keteapan yang besarnya tidak berubah, yaitu = 9 . 10⁹  N.m².C^-2

  Pertemuan ke-2  

Contoh soal 1:

Dua buah benda bermuatan listrik, masing-masing +2 x 10^-3 C dan - 3 x 10^-2 C, terpisah sejauh 3 m. Jika k = 9 . 10⁹  N.m².C^-2

a) Berapa besar gaya yang ditimbulkan?

b) Apakah gaya yang timbul saling menolak atau saling menarik? 

Penyelesaian: 

a) Diketahui: 

k = 9 . 10⁹  N.m².C^-2

Q1 = +2 x 10^-3 C 

Q2 = - 3 x 10^-2 C

r = 3 m

Ditanyakan: F = ...?

Jawab : 

F = (k. Q1. Q2) : r² 

= ( 9 . 10⁹ ) . (+2 x 10^-3 ).( - 3 x 10^-2 ) : 3² 

= ( 9 . +2 . -3 ) :  3² . (10^{9 - 3 - 2} ) = - 6 x 10⁴ Newton.

Jadi, F = - 6 x 10⁴ Newton.

b) Gaya yang ditimbulkan adalah tarik menarik (ditandai dengan F = - (minus).

MEDAN LISTRIK

Medan listrik adalah ruang di sekitar benda bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik.

Pada muatan positif, arahnya ke luar, dan pada muatan negatif arahnya ke dalam (pusat).

Gambar 4.5 Arah garis gaya pada muatan positif dan muatan negatif

Rumus Medan Listrik (E) 

E = k . Q1 :  r²

 Keterangan :

E = kuat medan listrik (N/C)

Q1 = muatan listrik pada benda pertama (Coulomb)

r = jarak Q1 ke titik uji (meter)

POTENSIAL LISTRIK

Potensial listrik adalah besarnya usaha yang digunakan untuk memindahkan muatan dari B ke A per satuan muatan.

Rumus : 

V = W : Q

Keterangan :

V = Potensial listrik (Volt)

Q = muatan listrik pada benda pertama (Coulomb)

W = Energi listrik (Joule)

atau dirumuskan dengan

V = k. Q : r

Keterangan :

V = Potensial listrik (Volt)

Q = muatan listrik pada benda pertama (Coulomb)

r = perpindahan muatan (meter)

Contoh 2: 

Energi yang digunakan untuk memindahkan muatan 8 x 10^-19  C pada muatan 10 V adalah ....

Penyelesaian:

Q = 8 x 10^-19  C

V = 10 V

Ditanya: W = ...?

Jawab: 

W = Q. V

 = 8 x 10^-19  C x 10 V = 8 x  10^-18  Joule.

Selanjutnya, baca ulang Buku Paket IPA, kelas 9, Penerbit Erlangga halaman 87 s/d 98. Dan buka latihan ulangan bab 4 halaman 115 . 

TO BE CONTINUED...!