Dua Muatan Listrik Sejenis Jika Didekatkan Akan

Dalam Fisika terdapat dua muatan listrik, yaitu muatan negatif dan positif. Apabila benda bermuatan saling didekatkan akan timbul interaksi. Jika dua muatan sejenis berdekatan akan timbul interaksi tolak-menolak, sedangkan apabila muatan tidak sejenis didekatkan akan timbul interaksi tarik menarik.

Bola
B dan E bermuatan negatif, maka jenis muatan bola-bola yang lain adalah sebagai berikut

1. A dan E tolak menolak maka, bola A dan E bermuatan sejenis. Sehingga
   bola A bermuatan negatif.
2. A dan D tarik menarik maka, bola A dan D bermuatan tidak sejenis. Sehingga
   bola D bermuatan positif.
3. C dan E tarik menarik maka, bola C dan E bermuatan tidak sejenis. Sehingga
   bola C bermuatan positif.

Dengan demikian, bola A bermuatan negatif (-) dan bola C dan D bermuatan positif (+).

Oleh karena itu, jawaban yang sesuai adalah A.

Dalam fisika terdapat dua jenis muatan listrik yaitu, muatan positif dan muatan negatif. Interaksi keduanya diteliti oleh Charles Augustin de Coulomb.
Dua muatan sejenis apabila didekatkan akan saling tolak menolak, sedangkan dua muatan beda jenis didekatkan akan saling tarik menarik. Kemudian Coulomb juga menyimpulkan pada hukum Coulomb bahwa besar gaya tarik atau gaya tolak antar dua muatan yang terpisah sejauh r adalah berbanding lurus dengan nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.

Oleh karena itu, pernyataan yang tidak memenuhi sifat interaksi gaya adalah pernyataan B.

Pernahkah kalian melakukan percobaan dengan menggosokan penggaris plastik pada rambut yang kering lalu didekatkan pada sobekan kertas kecil. Jika ya, kalian pasti akan melihat kertas tersebut akan menempel pada penggaris. Kok bisa? Hal ini dikarenakan penggaris yang digosokan pada rambut akan memiliki muatan listrik yang menyebabkan sobekan kertas tertarik ke penggaris. Dan ini berkaitan dengan sebuah hukum fisika yang dipanggil hukum Coulomb.

Muatan listrik ini terbagi menjadi dua, yakni muatan listrik positif dan muatan listrik negatif. Dua muatan listrik yang saling berdekatan akan mengalami interaksi. Interaksi tersebut bisa berupa saling tarik menarik jika muatan tidak sejenis dan tolak menolak jika muatannya sejenis. Peristiwa tarik menarik atau tolak menolak antara dua muatan disebabkan oleh adanya hukum coulomb.

Hukum coulomb adalah aturan yang menjelaskan tentang hubungan antara gaya listrik dan besar masing-masing muatan listrik. Dimana, hukum ini menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan pada jarak tertentu dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

(Baca juga: Mengenal 4 Macam Hukum Gas)

Hukum coulomb ini ditemukan oleh seorang fisikawan yang berasal dari Perancis yaitu Charles Coulomb yang mengatakan bahwa gaya listrik merupakan tarikan atau tolakan. Pada teorinya, ia menyebutkan bahwa gaya antara muatan bekerja pada garis yang menghubungkan keduanya dengan besaran yang berbanding lurus dengan muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah keduanya.

Adapun persamaan hukum coulomb dapat dituliskan sebagai berikut :

F  = Gaya Coulomb (N)

k  = Konstanta Coulomb (Nm2/C2)

q1= muatan listrik 1 (C)

q2= muatan listrik 2 (C)

r   = Jarak antar kedua muatan listrik

Dari persamaan hukum coulomb tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai konstanta coulomb, k akan bergantung pada satuan yang dipilih. Disamping itu, satuan SI muatan adalah Coulomb (C), dan konstanta coulomb k, dalam system SI memiliki satuan.

Semakin jauh jarak antar muatan mengakibatkan gaya listrik atau gaya coulomb semakin kecil, begitu pula sebaliknya semakin dekat jarak antar muatan mengakibatkan gaya listrik atau gaya coulomb semakin besar.

Listrik Statis

– Pengantar

Kata listrik atau elektrik berasal dari bahasa Yunani elektron yang artinya “amber”. Amber adalah damar kayu yang telah mengeras, sejak dahulu diketahui bahwa jika kamu menggosok amber dengan kain maka amber akan menarik dedaunan disekitarnya. Sebuah penggaris atau plastik keras yang digosok dengan kain juga mempunyai efek seperti amber yang dapat menarik potongan-potongan kertas, efek tersebut dinamakan Listrik Statis.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Kapasitor
Hukum Hooke

Efek amber atau efek listrik statis

[Sumber: Halliday- Resnick- Walker, 2005]

Kamu pasti telah balajar dari pelajaran Kimia tentang atom yang merupakan unit terkecil penyusun zat. Atom terdiri dari partikel-partikel penyusunnya yakni, proton, elektron dan neutron. Proton adalah bagian penyusun atom yang bermuatan listrik positif (+). Elektron adalah bagian penyusun atom yang bermuatan listrik negatif (-). Sedangkan neutron tidak bermuatan. Atom dikatakan bermuatan negatif jika kelebihan elektron, juga dikatakan bermuatan positif jika kekurangan elektron. Sedangkan atom dikatakan netral jika jumlah proton sama dengan elektronnya.

Atom dan komponen penyusunnya

[Sumber: www.engineeringarchives.com]

Efek listrik statis dapat terjadi karena adanya perpindahan elektron. Benda menjadi bermuatan karena muatan negatifnya (elektron) dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Jadi menggosok penggaris dengan kain artinya kedua benda saling dimuati (charged) sehingga elektron dari salah satu benda berpindah ke benda lain. Benda yang satu memperoleh sejumlah elektron, sehingga akan bermuatan negatif. Sedangkan, benda satunya lagi kehilangan elektron, sehingga akan bermuatan positif.

Penggaris dimuati listrik (charged) dengan cara digosok

Listrik Statis, Ilustrasi: [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Interaksi Antar Muatan Listrik

Jika dua benda yang bermuatan saling didekatkan maka akan terjadi interaksi antar muatan listrik pada kedua benda. Benda dengan muatan sejenis jika didekatkan akan tolak menolak. Benda dengan muatan tidak sejenis akan tarik menarik.

[Diolah dari: Douglas C. Giancoli, 2005]

Besar gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak bisa kamu tentukan dengan rumus Hukum Coulomb:

Dimana,

= gaya tarik menarik atau tolak menolak (Newton)
= konstanta Coulomb (
= besar muatan 1 (Coulomb)
= besar muatan 2 (Coulomb)
= jarak antar kedua muatan (m)

Elektroskop

Elektroskop merupakan alat untuk mendeteksi muatan listrik. Bentuk keseluruhan elektroskop dapat dilihat pada gambar dibawah. Pendeteksi muatan pada elektroskop terdiri dari kepala (atas) yang terbuat dari metal dan dua daun kaki (bawah) yang biasanya terbuat dari emas. Saat elektroskop masih netral, jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif baik di kepala maupun di daun kaki.

Materi Listrik Statis: Elektroskop: [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Ilustrasi kerja sebuah elektroskop netral yang didekati (di induksi) oleh benda bermuatan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif pada kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop bergerak menjauh ke bawah/ daun-daun kaki. Karena sekarang daun kaki bermuatan negatif akibat kelebihan elektron, maka kedua daun kaki pada elektroskop akan terbuka ke kiri dan ke kanan. Semakin besar muatannya, semakin jauh jarak antar kedua daun kaki elektroskop.

Yuk belajar materi ini juga:
Paragraf
Adjective Clause
Turunan Trigonometri

Ilustrasi kerja sebuah elektroskop yang kondisi awalnya tidak netral (katakanlah bermuatan negatif) yang didekati oleh benda bermuatan positif dan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Jika suatu benda bermuatan negatif didekatkan, akan ada lebih banyak elektron yang turun menuju daun kaki sehingga kedua daun kaki akan semakin saling menjauh. Jika yang didekatkan adalah benda bermuatan positif, maka elektron akan tertarik dari daun kaki menuju kepala elektroskop mengakibatkan muatan negatif pada daun kaki berkurang sehingga jarak antar kedua daun makin merapat.

Contoh Soal Listrik Statis

Dua buah benda bermuatan listrik sejenis, tolak menolak dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/4 kali semula, maka gaya tolak menolak antara kedua muatan tersebut menjadi ….

(A) 1/16 F (B) 1/4 F (C) 4 F (D) 8 F

(E) 16 F

SOLUSI:

Diketahui:

Dengan membandingkan kondisi benda diawal dengan kondisi benda diakhir menggunakan rumus Hukum Coulomb bisa kamu dapatkan jawabannya.

Jadi, gaya tolak menolak kedua benda sebesar 16 N .

Jawaban: E

Judul Artikel: Listrik Statis Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FTUI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Gerak Melingkar Beraturan
2. Rangkaian Listrik
3. Gelombang Bunyi