Contoh Soal Listrik Statis : Pengertian, Rumus, Aplikasi, Proses – AAcial

Pengertian Listrik Statis

Listrik statis adalah ilmu yang mempelajari kumpulan muatan listrik dan sifat-sifatnya pada suatu benda. Jika dilihat dari asal kata, kata listrik diikuti dengan kata “statis” yang artinya “diam”. Hal ini menunjukkan bahwa listrik statis berkaitan dengan fenomena listrik yang diam atau tidak mengalir. Listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain, tetapi hanya menyala sebentar di satu tempat. Jadi listrik statis tidak dapat menghasilkan arus listrik.

Dalam sejarah kelistrikan, kelistrikan pertama kali ditemukan oleh para ahli sebelumnya. Listrik yang kita nikmati saat ini adalah hasil dari perkembangan listrik statis ini. Ahli matematika Yunani kuno, Thales of Miletus (625-547 SM) menemukan listrik statis. Kemudian dia mengambil batu kuning yang disebut amber. Kemudian Thales menggosok batu itu dengan kain wol. Tak disangka, bulu ayam yang ada di sekitarnya tertarik dan menempel.

Selama menggosok, ternyata Thales mengalirkan muatan listrik ke amber melalui kain wol. Muatan ini menyebabkan bulu ayam di sekitar ambar tertarik dan melekat pada ambar. Inilah yang kemudian menjadi sejarah awal penemuan listrik statis.

---

rumus listrik statis

Pada 1785 seorang fisikawan Prancis dipanggil Charles Agustin Coulomb Menyelidiki besarnya gaya yang bekerja pada dua benda bermuatan listrik. Alat yang digunakan adalah keseimbangan torsi (keseimbangan torsi). Hasil investigasi menemukan hubungan yang “besarnya gaya listrik berbanding lurus dengan besar muatan listrik kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda bermuatan listrik tersebut.Pernyataan ini dikenal dengan nama hukum Coulomb. Sebagai imbalan atas jasanya, tidak coloumb digunakan sebagai satuan muatan listrik.

persamaan Coulomb

Hukum Coulomb dapat ditulis secara matematis:

F = Gaya listrik (newton)
Q1 = muatan listrik benda 1 (coulomb)
Q2 = muatan listrik benda 2 (coulomb)
r = jarak antara dua benda bermuatan listrik (meter)
k = konstanta (9 x 109 N m2 C-2)

---

Penerapan listrik statis

Penerapan listrik statis sudah dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Aplikasi ini membawa manfaat bagi kehidupan masyarakat. Berikut adalah beberapa contoh aplikasi listrik statis:

---

1. Petani merokok untuk mengurangi polusi

Pada tahun 1906, seorang apoteker Amerika, Frederick Gardner Cottrell, berhasil menemukan alat yang berfungsi untuk mengumpulkan asap yang berasal dari cerobong asap pabrik guna menekan polusi udara. Perangkat sederhana ini bekerja berdasarkan prinsip gaya Coulomb dan induksi muatan. Caranya adalah dengan memasang dua logam dengan muatan tinggi namun berlawanan tanda pada cerobong asap pabrik. Partikel asap yang mengalir melalui cerobong asap akan diinduksi untuk memiliki muatan yang diinduksi. Muatan yang dihasilkan adalah positif dan negatif. Partikel asap akan menarik satu sama lain untuk membentuk partikel yang lebih besar dan lebih berat. Peningkatan berat partikel menyebabkan partikel tidak mengalir ke atas bersama asap. Partikel akan jatuh ke cerobong asap.

---

2. Cat mobil

Saat cat disemprotkan, butiran halus cat akan bermuatan karena bergesekan dengan udara. Permukaan kendaraan yang akan dicat memberikan muatan yang berlawanan dengan muatan partikel cat sehingga partikel cat dapat tertarik ke permukaan kendaraan. Cara ini sangat efektif pada permukaan yang tidak rata. Hal ini terjadi karena butiran cat menempel mengikuti medan listrik yang ada. Alhasil, butiran cat akan menutupi seluruh permukaan mobil yang bisa jadi tersembunyi oleh cat semprot. Sehingga cara ini dapat menghasilkan hasil lukisan yang merata dan menjangkau tempat-tempat yang tersembunyi.

---

3. Mesin fotokopi

Bagian utama dari mesin fotokopi adalah pelat foto konduktif. Pelat ini tidak dapat menghantarkan listrik saat berada di ruangan gelap. Pelat konduktif ini hanya akan menghantarkan listrik jika terkena cahaya. Awalnya, pelat foto konduktif diinduksi dengan menggerakkan kabel bermuatan negatif melintasi permukaannya. Dengan cara ini, pada permukaan plat foto akan terbentuk muatan positif. Ketika kertas fotokopi disinari, cahaya yang dipantulkan mengenai pelat foto konduktif yang telah memiliki muatan induksi. Akibatnya, muatan listrik terbentuk persis seperti pada kertas yang akan disalin. Kemudian tinta bermuatan negatif disemprotkan ke piring. Tinta tersebut kemudian dipindahkan ke kertas lain untuk membuat fotokopi. Kertas ini dipanaskan agar tinta melekat dengan baik.

---

Proses listrik statis

Listrik statis dapat terjadi pada isolator dan konduktor. Peristiwa listrik statis terjadi setelah bahan menjadi bermuatan akibat proses gesekan (gesekan). Ini disebut memuat dengan gesekan, atau dimuat karena gesekan. Gesekan atau gesekan antara kedua bahan ini akan menyebabkan elektron dari atom bahan yang satu berpindah ke atom bahan yang lain, sehingga kedua bahan menjadi bermuatan. Materi yang melepaskan elektronnya menjadi bermuatan positif, sebaliknya bermuatan negatif. Jadi perpindahan elektron pada peristiwa listrik statis terjadi karena adanya gesekan atau gesekan.

Setelah bahan menjadi bermuatan listrik, terjadilah listrik statis, seperti penggaris plastik bermuatan yang menarik selembar kertas. Penggaris plastik yang awalnya tidak bermuatan atau netral digosok dengan wol, elektron yang ada di wol akan berpindah ke penggaris plastik. Akibatnya, penggaris plastik disebut sebagai benda yang memiliki muatan listrik negatif. Ketika penggaris didekatkan ke selembar kertas, maka potongan kertas akan tertarik ke penggaris. Hal ini menunjukkan bahwa benda yang bermuatan listrik negatif dapat menarik benda cahaya disekitarnya yang bermuatan positif.

Selain aturan plastis, contoh peristiwa listrik statis lainnya adalah rambut panjang berdiri saat menabrak kubah generator Van de Graff, terjadinya petir dan kilatan cahaya disertai guntur, dan sebagainya. Pada hakekatnya, fenomena listrik statis ini terjadi sebagai upaya pelepasan material bermuatan listrik agar kembali ke keadaan netral.

---

Contoh Listrik Statis

Adapun beberapa contoh listrik statis lainnya yang dapat kita jumpai dalam rutinitas sehari-hari, antara lain sebagai berikut:

• saat kita menyisir rambut, tanpa kita sadari terkadang rambut kita terbawa dengan sendirinya dengan gerakan sisir tersebut. Hal-hal tersebut dapat terjadi karena adanya interaksi muatan antara sisir dan rambut kita.

• kain sutera bergesekan dengan batang kaca. Pada peristiwa ini benda akan bereaksi saling tarik-menarik. Kenapa ini terjadi? setelah keduanya digosokkan akan terjadi loncatan elektron dari batang kaca ke kain sutera sehingga batang kaca bermuatan positif sedangkan kain sutera bermuatan negatif, hal ini hampir sama dengan ketika anda menggesekkan mistar . di rambutmu

• penggaris plastik digosokkan pada kain wol. Kedua benda ini umumnya bermuatan netral, tetapi ketika keduanya bergesekan akan terjadi lompatan elektron dari wol ke penggaris plastik dan penggaris plastik menjadi bermuatan negatif sedangkan wol menjadi bermuatan positif.

• Saat mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Dalam hal ini, jika Anda memperhatikan rambut atau rambut di tangan Anda, mereka akan berdiri, seperti yang disebabkan oleh listrik statis.

---

Contoh Soal Listrik Statis

1. Jika AB=BC= 3 cm dan q = 2 x 10^-7 C, kemudian tentukan gaya yang bekerja pada muatan di titik B.

Resolusi:

Paksa pada B karena setiap muatan:

---

2. Dua muatan yang jaraknya 10 cm memiliki gaya interaksi 20 N. Jika jaraknya diperbesar menjadi 20 cm, besarnya gaya interaksi adalah…

Resolusi:

---

3. dua muatan listrik 12µC dan 3µC dalam minyak pada jarak 6 cm dari satu sama lain. Jika konstanta dielektrik minyak adalah 2,5. Gaya tolak menolak antara kedua muatan tersebut adalah…

Resolusi:

---

4. Dua muatan listrik masing-masing Q_A = 4 μC dan Q_B = 9 μC di udara pada jarak 20 cm, dimana ada muatan sehingga resultan gaya yang bekerja padanya adalah nol…

---

Itulah ulasan tentang Contoh Soal Listrik Statis : Pengertian, Rumus, Aplikasi, Proses Semoga ulasan di atas bermanfaat bagi para pembaca. Cukup sekian dan terima kasih.

---

Baca juga artikel referensi terkait lainnya disini: