MODUL 1 LISTRIK STATIS

MODUL 1 LISTRIK STATIS

PENDAHULUAN

Istilah listrik sering kita dengar dalam kehidupan sehari-hari. Listrik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah listrik yang dapat dimanfaatkan secara langsung misalnya untuk menyalakan lampu, untuk memanaskan seterika, untuk menghidupkan televisi dan untuk berbagai keperluan lain yang memerlukan energi listrik.

Semua peralatan listrik tersebut dapat bekerja karena mendapat aliran listrik.

Tahukah kamu bahwa listrik ada yang tidak dapat mengalir? Listrik ini disebut listrik statis atau listrik yang diam yang juga disebut listrik tidak mengalir. Listrik jenis ini dapat kamu peroleh dengan cara menggosok suatu benda dengan benda tertentu.

Dapatkah kamu memberikan contoh benda-benda yang bermuatan listrik statis dan menjelaskan proses terjadinya? Muatan-muatan listrik statis itu memiliki sifat-sifat tertentu. Muatan listrik statis diperoleh dengan cara menggosok suatu benda dengan benda lain sehingga salah satu benda kehilangan beberapa elektronnya. Besarnya muatan listrik yang terjadi bergantung pada lamanya menggosok. Semakin lama benda itu digosok, semakin banyak muatan listrik yang dihasilkan. Apa yang terjadi jika muatan- muatan listrik statis itu saling didekatkan?

Sejarah kelistrikan diawali dengan penemuan listrik statis yang diperoleh melalui menggosok suatu bahan dengan bahan tertentu sehingga menghasilkan muatan listrik positif dan muatan listrik negatif.

Penemuan listrik bermula dari penelitian Thales pada sebuah batu alam yang ditemukan di pinggiran kota Magnesia yang dapat menarik benda-benda yang terbuat dari besi. Oleh Thales batu alam itu diberi nama batu magnetis (sekarang dikenal dengan sebutan magnet). Pada perkembangan selanjutnya Thales menguji batu-batu yang lain, di antaranya adalah batu ambar yang mirip dengan kaca dan berwarna keemasan.

Berdasarkan hasil penelitian, Thales mencatat bahwa batu ambar jika digosok dengan kain woll ternyata dapat menarik benda-benda berbentuk serpihan ringan seperti bulu, dedaunan kering, dan jerami. Batu ambar ini dalam bahasa Yunani disebut

“electron.” Kata listrik berasal dari bahasa Yunani yang berarti “elektron.”

Berdasarkan hasil penyelidikan Thales, batu ambar yang telah digosok dengan kain woll ternyata dapat menarik benda yang berupa serpihan-serpihan ringan. Hal ini terjadi karena batu ambar telah bermuatan listrik. Terjadinya muatan listrik karena gosokan disebut listrik statis atau listrik tidak mengalir.

Listrik ada dua jenis yaitu listrik dinamis atau listrik mengalir dan listrik statis atau listrik tidak mengalir. Dalam bab ini yang akan kita bahas lebih lanjut adalah listrik statis. Sedangkan listrik dinamis akan dibahas pada pelajaran selanjutnya. Listrik statis adalah listrik yang terjadi akibat sebuah benda yang digosok dengan benda tertentu sehingga salah satu dari benda kehilangan beberapa elektron yang menyebabkan benda itu bermuatan listrik. Muatan listrik ada dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif.

Dua muatan listrik dapat menimbulkan gaya tarik-menarik atau gaya toak-menolak. Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik diselidiki oleh Charles Augustin de Coulomb. Alat yang digunakan Coulomb untuk menyelidiki tentang adanya gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik adalah necara Torsi.

Listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain, melainkan hanya menyala sekejap di satu tempat. Dengan demikian maka listrik statis tidak dapat menghasilkan arus listrik.

Modul 1 ini dibagi menjadi dua kegiatan belajar yaitu; Kegiatan Belajar 1 (KB 1) Muatan Listrik, Gaya Listrik, dan Medan Listrik, dan Kegiatan Belajar 2 (KB 2) Induksi Listrik, Mesin Listrik, dan Penangkal Petir. Dalam kegiatan belajar 1 akan dipelajari tentang cara membuat muatan listrik, sifat-sifat muatan listrik, interaksi antarmuatan listrik, dan medan listrik. Sedangkan pada kegiatan belajar 2 akan dipelajari prinsip terjadinya induksi listrik statis, cara membuat muatan listrik dalam jumlah banyak, dan prinsip kerja penangkal petir.

Setelah mempelajari modul 1 ini kamu diharapkan dapat:

1. Menjelaskan cara membuat agar benda menjadi bermuatan listrik.

2. Memberikan contoh peristiwa sederhana yang menghasilkan benda menjadi bermuatan listrik.

3. Melakukan percobaan untuk menunjukkan jenis-jenis muatan listrik.

4. Melakukan percobaan sederhana untuk menunjukkan sifat-sifat muatan listrik.

5. Menjelaskan secara kualitatif tentang gaya listrik statis dengan cermat dan teliti.

6. Menjelaskan secara kualitatif tentang medan listrik statis dengan percaya diri.

Semua tujuan pembelajaran tersebut dapat tercapai dengan mudah apabila kamu mengikuti semua petunjuk berikut ini.

1. Bacalah bagian pendahuluan modul ini dan tekankan pada tujuan pembelajaran dalam modul ini.

2. Bacalah dengan saksama bagian demi bagian dari uraian materi yang terdapat dalam setiap kegiatan belajar, pahami isinya, jika memungkinkan diskusikan dengan teman- temanmu di kelas.

3. Kerjakan soal-soal latihan dan tes formatif. Jangan melihat kunci jawaban terlebih dahulu sebelum kamu berusaha untuk menjawabnya.

4. Jika penguasaan kamu terhadap modul ini kurang dari 80% (nilai yang kamu peroleh kurang dari 80), maka ulangilah kembali mempelajari modul ini terutama pada bagian-bagian yang kamu anggap sulit.

5. Selamat belajar, semoga kamu sukses dalam mempelajari modul 1 ini.

KEGIATAN BELAJAR 1

MUATAN LISTRIK, GAYA LISTRIK, DAN MEDAN LISTRIK

Jenis muatan listrik dikenal mulai tahun 1747, berdasarkan hasil percobaan Benyamin Franklin (Amerika Serikat). Berdasarkan hasil percobaannya Franklin menyimpulkan bahwa benda bermuatan listrik negatif apabila muatan listriknya berkurang dan benda bermuatan positif apabila muatan listriknya lebih.

Muatan listrik ada dua macam yaitu muatan listrik positif dan muatan listrik negatif. Muatan-muatan listrik itu dapat dibuat atau dibangkitkan dengan menggosok sebuah benda dengan benda tertentu sehingga salah satu benda melepas sebagian elektronnya dan benda lain menerima elektron-elektron itu. Sebuah benda bermuatan positif apabila benda itu melepas sebagian elektronnya, dan bermuatan negatif apabila benda itu menerima elektron dari benda lain.

Batang kaca yang digosok dengan kain sutera dapat menarik serpihan gabus kecil- kecil karena batang kaca itu telah bermuatan listrik positif. Pada saat batang kaca digosok dengan kain sutera, sebagian elektron dari batang kaca itu berpindah ke kain sutera sehingga batang kaca kekurangan elektron atau kelebihan muatan positif, akibatnya batang kaca bermuatan positif.

Batang plastik yang digosok dengan kain woll menghasilkan muatan listrik negatif. Batang plastik yang telah bermuatan listrik sehingga dapat menarik serpihan gabus kecil-kecil. Pada saat batang plastik digosok dengan kain woll, sebagian elektron dari kain woll berpindah ke batang plastik sehingga batang plastik kelebihan elektron atau kelebihan muatan negatif, akibatnya batang plastik bermuatan negatif.

A. Sifat-sifat muatan listrik

Batang plastik yang telah digosok dengan kain woll apabila didekatkan pada batang kaca yang telah digosok dengan kain sutera akan tarik-menarik. Batang plastik yang digosok dengan kain woll menghasilkan muatan negatif, sedangkan batang kaca yang digosok dengan kain sutera menghasilkan muatan positif. Dengan demikian maka sebuah benda bermuatan listrik negatif apabila didekatkan pada benda lain yang bermuatan listrik positif akan tarik-menarik.

Batang plastik yang telah digosok dengan kain woll apabila kamu dekatkan pada batang plastik lain yang telah digosok dengan kain woll, kedua batang plastik itu tolak- menolak. Batang plastik yang digosok dengan kain woll

menghasilkan muatan negatif. Dengan demikian maka dua benda yang bermuatan listrik negatif apabila saling didekatkan akan saling menolak.

Dengan demikian maka dapat disimpulkan, muatan listrik memiliki sifat ; dua muatan listrik yang sejenis tolak- menolak dan dua muatan listrik yang berlainan jenis akan tarik-menarik.

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Buktikan Sendiri: Interaksi Antarbenda Bermuatan Listrik Statis Tujuan Percoban:

Menyelidiki interaksi antarbenda bermuatan listrik statis.

Alat dan bahan:

1. Plastik transparan (2 lembar) yang masih baru 2. Kain pakaian (misalnya baju)

3. Tembok

Langkah-langkah percobaan:

1. Dekatkan dua lembar plastik transparan yang kondisinya masih baru. Apa yang terjadi?

2. Dekatkanlah selembar plastik transparan yang telah digosok dengan kain pakaian pada serpihan kertas. Apa yang kamu lihat?

3. Ulangi kegiatan pada langkah nomor 2 tetapi plastic transparan tersebut didekatkan pada bola gabus. Apa yang terjadi?

4. Dekatkanlah selembar plastik transparan yang telah digosok dengan kain pakaian pada tembok. Apa yang terjadi?

5. Apa yang dapat kamu simpulkan dari percobaan yang telah kamu lakukan?

EKSPLORASI

Scanlah Barcode berikut ini untuk melihat video cara membuat muatan listrik statis.

B. Besar gaya listrik antara dua muatan listrik yang berdekatan

Besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik pertama kali diselidiki oleh Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) seorang ahli fisika berkebangsaan Perancis. Coulomb menyelidiki besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua benda bermuatan listrik itu dengan menggunakan neraca puntir atau neraca torsi. Penyelidikan besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua benda bermuatan listrik dilakukan Coulomb pada tahun 1785. Berdasarkan hasil percobaannya Coulomb menyimpulkan bahwa besar gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antara benda bermuatan listrik bergantung pada besar muatan masing-masing benda dan jarak antara kedua benda bermuatan itu. Hukum Coulomb berbunyi: “Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak dua benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan besar masing- masing muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.” Pernyataan itu secara matematis ditulis dengan rumus:

F = ¹ ₂ ² r

q x

k q

dimana F merupakan gaya tarik atau gaya tolak antara dua benda (newton), k adalah konstanta Coulomb (9 x 10⁹ Nm²/C²), q1 dan q2 adalah besar muatan listrik masing- masing benda (coulomb), dan r adalah jarak antara dua benda (meter).

Contoh:

Dua buah benda bermuatan listrik masing-masing sebesar + 16 coulomb dan -12 coulomb terletak pada jarak 4 cm satu sama lain. Apabila tetapan Coulomb 9 x 10⁹ Nm²/C², berapakah besar gaya tarik-menarik antara kedua benda bermuatan itu?

Diketahui: q1 = + 16 C; q2 = -12 C ; dan k = 9 x 10⁹ Nm²/C² r = 4 cm = 4 x 10^-2 m

Ditanya : F Jawab :

F = ¹ ₂ ² r

q x k q

= 9 x 10⁹ Nm²/C² ( _{2 2} ) 10 4 (

) 12 ( ) 16 (

m x

C x C







= 9 x 10⁹ Nm²/C² x _{4 2} 10 16

) 12 ( ) 16 (

m x

C x C







= 9 x 10⁹ Nm²/C² x

2 4

2

10 ) 12 (

m C





= -108 x 10⁹ N x (10⁴) = -108 x 10¹³ N

Jadi besar gaya tarik menarik antara dua benda bermuatan itu sebesar 108 x 10¹³ newton. (Keterangan: Tanda negatif ( - ) menunjukkan bahwa kedua benda saling menarik).

C. Medan listrik

Medan listrik adalah ruang di sekitar muatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik. Medan listrik itu digambarkan sebagai garis-garis gaya listrik, yaitu suatu garis khayal yang digunakan untuk mempermudah pemahaman terhadap medan listrik. Arah garis gaya listrik pada muatan positif arahnya keluar dari muatan (menjauhi muatan), sedangkan untuk muatan listrik negatif arah garis gaya listriknya menuju atau masuk ke dalam muatan.

Dua muatan listrik berlainan jenis apabila saling didekatkan akan terjadi gaya tarik-menarik sedangkan pada dua muatan listrik yang sejenis apabila saling didekatkan akan terjadi gaya tolak-menolak. Penggambaran medan listrik yang

terjadi untuk masing-masing keadaan tersebut dapat kamu lihat pada gambar berikut ini.

(a) (b)

Medan listrik yang terjadi pada dua buah muatan listrik berlainan jenis yang saling didekatkan. Interaksi yang terjadi, kedua muatan tersebut saling menarik.

Arah garis gaya listrik pada muatan listrik positif.

Arah garis gaya listrik pada muatan listrik negatif

Medan listrik yang terjadi pada dua buah muatan listrik yang sejenis. (a) dua muatan positif yang saling didekatkan saling menolak dan (b) dua muatan listrik negatif yang saling didekatkan akan saling menolak.

Uji Kompetensi 1.1

1. Jelaskan terjadinya muatan listrik negatif pada penggaris yang digosok dengan kain wol.

2. Jelaskan terjadinya muatan listrik positif pada batang kaca yang digosok dengan kain sutera.

3. Dua buah muatan listrik masing-masing sebesar 12 mC dan -4 mC diletakkan pada jarak 40 cm satu sama lain. Jika konstanta Coulomb 9 x 10⁹ Nm²/C², berapakah gaya tarik antara dua muatan itu?

4. Dua muatan listrik p dan q terletak pada jarak pada jarak 20 cm, ternyata menimbulkan gaya tolak sebesar 18 N. Jika muatan listrik p = 10 x 10^-6C, tentukan besar muatan listrik q!

(k = 9 x 10⁹ N.m²/C²)

Petunjuk Jawaban Soal Uji Kompetensi

1. Jenis muatan listrik statis ada dua macam, yaitu muatan positif dan muatan negatif.

Suatu benda bermuatan negatif jika menangkap/menerima elektron dari benda lain yang digunakan untuk menggosoknya.

2. Jenis muatan listrik statis ada dua macam, yaitu muatan positif dan muatan negatif.

Suatu benda bermuatan positif jika melepas sebagian elektron. Muatan listrik yang dapat berpindah dari satu benda ke benda lainnya adalah elektron.

3. Dua buah muatan listrik yang berlainan jenis jika saling didekatkan akan saling menarik. Besar gaya tarik-menarik dapat dihitung dengan rumus: F = ¹ ₂ ²

r q x

k q .

Satuan mili coulomb (mC) nilainya sama dengan 10^-3 coulomb.

4. Muatan q dapat ditentukan dengan cara mengubah rumus: F = ¹ ₂ ² r

q x

k q , sehingga

besar muatan q dapat dihitung dengan mengubah rumus menjadi:

F = ₂ r

q x

k p sehingga: q = k.p F.r²

,

Kunci Jawaban Lembar Kerja Peserta Didik 1 (LKPD 1)

Plastik transparan menempel tembok, tolak-menolak dan menarik kertas atau bola gabus

Siapkan dua lembar plastik transparan kemudian gosokkanlah pada kain pakaian.

1. Dekatkan kedua lembar plastik transparan itu, maka akan kamu lihat keduanya saling menolak.

2. Dekatkanlah selembar plastik transparan yang telah digosok dengan kain pakaian pada serpihan kertas, maka kertas-kertas itu akan tertarik. Hal yang sama juga terjadi apabila plastik yang telah bermuatan listrik itu didekatkan pada bola gabus. Bola gabus itu akan tertarik oleh plastik transparan beberapa saat kemudian terlepas kembali. (Ingat peristiwa induksi listrik).

3. Dekatkanlah selembar plastik transparan yang telah digosok dengan kain pakaian pada tembok, maka kertas-plastik itu akan menempel pada tembok.

TES FORMATIF 1 I. Pilihlah jawaban yang benar!

1. Benda dikatakan bermuatan negatif jika… . A. jumlah proton sama dengan elektron B. jumlah proton sama dengan neutron

C. jumlah elektron lebih banyak dari jumlah proton D. jumlah elektron lebih sedikit dari jumlah netron

2. Subpartikel atom yang dapat berpindah dari atom satu ke atom yang lain adalah ... . A. elektron

B. proton C. ion D. netron

3. Perhatikan gambar model atom Helium ( 2He⁴)!

Pernyataan yang benar tentang jumlah elektron, proton dan neutron yang benar adalah

… .

A. 2 elektron, 2 proton dan 2 neutron.

B. 2 elektron, 4 proton dan 2 neutron.

C. 4 elektron, 2 proton dan 4 neutron.

D. 4 elektron, 4 proton dan 2 neutron.

4. Suatu hari, Ani menyisir rambutnya dengan sisir plastik ternyata sebagian rambut yang kering tertarik ke arah sisir. Hal ini menunjukkan adanya peristiwa… .

A. pemberian muatan listrik dapat dilakukan dengan induksi B. muatan listrik dapat dilakukan dengan penggosokan.

C. muatan sejenis akan terjadi gaya tarik-menarik

D. muatan listrik dapat terjadi bila dua benda saling didekatkan

5. Benda netral apabila didekatkan dengan benda bermuatan positif seperti gambar di bawah ini.

Muatan listrik yang terjadi diujung –ujung benda adalah … . A. A dan B bermuatan positif

B. A dan B bermuatan negatif

C. A bermuatan positif dan B bermuatan negatif D. A bermuatan negatif dan B bermuatan positif

6. Sebuah kaca yang digosok dengan kain sutera menjadi bermuatan positif, karena … . A. ada elektron yang pindah dari sutera ke kaca

B. ada proton yang pindah dari kaca ke sutera C. ada elektron yang pindah dari kaca ke sutera D. ada proton yang pindah dari sutera ke kaca

A B +

7. Perhatikan interaksi di bawah ini!.

1. 3.

2.

Gambar yang menujukkan interaksi yang benar adalah … .’

A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 1 dan 3 D. 1,2 dan 3

8. Dalam sebuah eksperimen pemberian muatan listrik, diperoleh data sebagai berikut:

No Benda Bermuatan Positif Bermuatan

Negatif 1 Kaca digosok dengan kain sutera Kaca Kain Sutera 2 Plastik digosok dengan kain wol Kain wol Plastik 3 Ebonit digosok dengan kain wol Ebonit Kain wol 4 Plastik digosok dengan rambut

kering

Plastik Rambur Kering

Kesimpulan yang benar dari data hasil eksperimen adalah … . A. 1 dan 3

B. 2 dan 3 C. 3 dan 4 D. 1 dan 2

9. Yang dimaksud dengan induksi listrik adalah … . A. pemberian muatan lsitrik pada benda netral

B. pemisahan muatan listrik positif dan muatan negatif pada sebuah benda karena didekatkan oleh benda lain yang bermuatan

C. pengurangan muatan listrik pada sebuah benda

10. Gambar medan listrik berikut ini yang tidak benar adalah … .

A. C.

B. D.

Presentase tingkat penguasaan materi pembelajaran

Cocokkan jawabanmu dengan kunci jawaban Tes Formatif 1 yang terdapat di bagian akhir modul 1 ini. Hitunglah jawaban yang benar. Selanjutnya gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaanmu terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

Tingkat Penguasaan = x 100%

soal Jumlah

benar yang jawaban Jumlah

Arti tingkat penguasaan: 90-100% = sangat baik 80-89% = baik

70-79% = cukup

< 70% = kurang

Jika tingkat penguasaanmu 80% atau lebih, maka kamu dapat melanjutkan ke Kegiatan Belajar 2, Bagus. Jika tingkat penguasaanmu masih kurang dari 80%, maka kamu harus mengulangi lagi mempelajari Kegiatan Belajar 1, terutama bagian materi yang belum kamu kuasai.

KEGIATAN BELAJAR 2

INDUKSI LISTRIK, MESIN LISTRIK, DAN PENANGKAL PETIR

A. Induksi listrik

Bola gabus mula-mula netral. Ketika didekati batang kaca yang telah bermuatan listrik positif, pada bola gabus terjadi pemisahan muatan positif dan negatif. Muatan negatif bola gabus tertarik oleh muatan positif batang kaca sedangkan muatan positif bola gabus tertolak oleh muatan positif batang kaca.

Mula-mula bola gabus tertarik oleh batang kaca, namun hal ini hanya terjadi beberapa saat, setelah itu terlepas. Hal ini disebabkan muatan negatif pada bola gabus tertarik oleh batang kaca dan akhirnya berpindah ke batang kaca sehingga bola gabus bermuatan positif. Akibatnya bola gabus tertolak oleh batang kaca sehingga bola gabus terlepas dari batang kaca.

Induksi listrik adalah peristiwa pemisahan muatan listrik oleh benda lain yang bermuatan listrik. Apabila jenis muatan yang digunakan untuk menginduksi (muatan yang didekatkan pada benda netral) muatan positif, maka muatan listrik yang terjadi adalah muatan negatif. Sebaliknya apabila yang digunakan sebagai penginduksi muatan negatif, maka muatan yang terbentuk adalah muatan positif.

Peristiwa induksi listrik dapat diterangkan dengan elektroskop. Elektroskop terbuat dari tabung kaca hampa udara, bola logam, batang penghantar dan daun elektroskop yang terbuat dari kertas emas atau kertas timah sebagai elemen foil.

Elektroskop digunakan untuk menyelidiki muatan listrik suatu benda.

(1) (2) (3) (4 ) (5)

Penjelasan:

(1) Daun elektroskop dalam keadaan netral. Jumlah muatan positif dan muatan negatif sama banyak.

(2) Kepala elektroskop didekati benda bermuatan negatif sehingga terjadi pemisahan muatan positif dan negatif pada daun elektroskop. Muatan positif daun elektroskop tertarik oleh muatan negatif benda. Daun elektroskop kelebihan muatan negatif sehingga muatan-muatan itu tolak-menolak, akibatnya daun elektroskop membuka.

(3) Kepala elektroskop disentuh dengan ujung jari sehingga elektron pada daun elektroskop mengalir ke bumi melalui ujung jari. Daun elektroskop netral sehingga daun elektroskop menutup kembali.

(4) Ujung jari dilepas dari kepala elektroskop, sementara muatan di permukaan kepala elektroskop tetap dalam keadaan netral karena tertahan oleh muatan pada benda.

(5) Batang plastik dijauhkan dari kepala elektroskop, muatan positif menyebar sehingga daun elektroskop bermuatan positif. Akibatnya daun elektroskop membuka kembali.

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 2 (LKPD 2) Buktikan Sendiri: Induksi lsitrik statis

Tujuan Percoban:

Menyelidiki terjadinya induksi listrik statis pada aliran air.

Alat dan Bahan:

1. Batang plastic (pipa paralon)

2. Kain wol Aliran air membelok saat

didekati batang plastik yang

EKSPLORASI

Scanlah Barcode berikut ini untuk melihat video cara membuat elektroskop.

Langkah-langkah Percobaan:

1. Siapkan batang plastik, kemudian gosoklah dengan kain wol.

2. Bukalah kran air dengan aliran air kecil.

3. Dekatkan batang plastic yang telah digosok dengan kain wol pada aliran air kran.

4. Apa yang kamu lihat?

5. Apa yang dapat kamu simpulkan dari fenomena ini?

B. Mesin listrik

Muatan listrik dapat dibuat dalam jumlah yang sangat banyak dengan menggunakan mesin listrik. Mesin listrik dapat menghasilkan muatan listrik dalam jumlah yang banyak dengan prinsip gesekan antara dua buah benda sehingga terjadi pemisahan muatan listrik positif dan negatif pada benda itu.

Mesin listrik yang dapat menghasilkan muatan listrik secara kontinyu atau terus- menerus dan dalam jumlah yang sangat banyak adalah mesin listrik Van de Graff. Mesin listrik Van de Graff juga disebut generator Van de Graff.

Mesin listrik Van de Graff atau generator Van de Graff terbagi dalam dua bagian yaitu bagian kubah dan bagian bola konduktor.

Prinsip kerja generator Van de Graff:

1. Ketika arus listrik mengalir, silinder pada generator berputar sehingga sabuk karet berputar di sepanjang penopang. Sabuk karet sebelah kiri menghantarkan muatan listrik positif dari sisir logam bagian bawah menuju sisir bagian atas yang diteruskan ke kubah. Akibatnya kubah bermuatan positif.

2. Muatan positif kubah menginduksi muatan negatif pada bola konduktor. Sisi bola konduktor yang menghadap kubah bermuatan negatif, sehingga bola konduktor tertarik oleh kubah dan menempel pada kubah. Pada sisi bagian lain dari bola konduktor itu bermuatan positif, karena tertolak oleh muatan positif (proton) muatan kubah.

C. Prinsip Kerja Mesin Foto Kopi

Mesin foto kopi prinsip kerjanya berdasarkan induksi listrik. Keluarnya tinta pada mesin foto kopi memanfaatkan prinsip induksi listrik. Tinta dalam tabung mesin foto kopi dirangsang keluar oleh listrik statis sehingga berpindah ke kertas, sehingga pada kertas tercetak tulisan atau gambar sesuai dengan aslinya.

D. Petir dan Penangkal Petir

Ketika hari dalam keadaan cerah, cahaya matahari bersinar terang, kilat tidak akan terjadi. Kilat hanya terjadi pada saat hari mendung atau berawan. Awan-awan yang berada di udara bergerak karena tertiup angin dan saling bergesekan dengan awan-awan yang lain. Gesekan antar awan itu menyebabkan sebagian awan itu bermuatan listrik positif dan sebagian lagi bermuatan negatif. Awan yang bermuatan listrik negatif kelebihan elektron (muatan negatif) sehingga melepaskan sebagian elektronnya.

Elektron-elektron tersebut meloncat menuju awan yang bermuatan listrik positif, akibatnya terjadilah loncatan bunga api listrik yang disebut kilat. Kilat tersebut membelah udara basah yang ada di sekitarnya sehingga terjadilah petir.

Kilat dan petir sebenarnya terjadi dalam waktu yang sama. Apabila petir terdengar kemudian setelah terjadi kilat itu disebabkan kecepatan bunyi di udara dengan kecepatan cahaya jauh berbeda. Kecepatan cahaya adalah 3 x 10⁸ m/s, sedangkan kecepatan bunyi di udara hanya sekitar 340 m/s. Itulah sebabnya kilat terlihat dahulu, baru kemudian terdengar petir.

elektron terjadi antara awan dengan awan maka petir terjadi di udara. Petir dapat terjadi di bumi apabila loncatan elektron dari awan ke bumi dengan perantara benda-benda yang tertinggi. Benda yang dilalui kilat, akan terkena sambaran petir. Petir sangat mudah melalui benda-benda yang tertinggi. Dengan demikian maka gedung-gedung bertingkat rawan terkena sambaran petir. Untuk menghindari terjadinya petir, pada atap gedung- gedung bertingkat dilengkapi dengan penangkal petir. Penangkal petir tersebut dipasang pada bagian atap gedung. Penangkal petir terbuat dari batang logam yang berbentuk runcing pada bagian ujungnya. Bagian ujung penangkal petir dibuat runcing bertujuan agar muatan listrik mudah berkumpul di bagian tersebut.

Prinsip kerja penangkal petir

Ketika awan bermuatan negatif melintas di atas gedung, penangkal petir terinduksi sehingga ujung penangkal petir bermuatan positif. Elektron (muatan negatif ) dari awan meloncat ke ujung penangkal petir dan akhirnya mengalir menuju ke Bumi.

Ketika awan bermuatan positif melintas di atas gedung, penangkal petir terinduksi sehingga ujung penangkal petir bermuatan negatif. Elektron-elektron dari ujung penangkal petir meloncat menuju ke awan dan menetralkan awan sehingga petir tidak terjadi. Dengan demikian maka gedung tersebut aman dari sambaran petir.

Uji Kompetensi 1.2

1. Gambarkan pola medan listrik apabila dua muatan listrik saling didekatkan!

a. muatan positif didekatkan dengan muatan negatif!

b. Muatan negatif didekatkan pada muatan negatif.

2. Sebuah bola gabus X disentuh dengan batang plastik yang telah digosok dengan kain woll sehingga bola gabus itu bermuatan negatif. Bola gabus itu tergantung dengan tali pada statif. Apa yang terjadi pada gabus jika didekati benda Y yang bermuatan positif?

Jelaskan jawabanmu dengan gambar! Akankah bola gabus terus tertarik pada benda Y?

Petunjuk Jawaban Soal Uji Kompetensi 1.2

1. Arah garis gaya listrik dari muatan listrik positif adalah keluar, sedangkan arah garis gaya listrik negatif adalah masuk menuju muatan yang bersangkutan. Dengan demikian kamu dapat menggambar pola garis gaya listrik pada soal nomor 1 ini.

2. Pahami prinsip induksi listrik statis. Induksi listrik statis ini berprinsip pada sifat- sifat muatan listrik yang sejenis tolak-menolak, dan muatan listrik yang berlainan jenis akan tarik-menarik. Dengan menggunakan dasar tersebut, kamu dapat menjelaskan proses terjadinya induksi listrik statis.

Kunci Jawaban Lembar Kerja Peserta Didik 2 (LKPD 2) Air yang membelok

Untuk melakukan kegiatan ini kamu membutuhkan batang plastik (misalnya sendok plastik), kain woll yang dapat kamu peroleh dari kain perca dari penjahit pakaian, dan keran air.

Gosoklah batang plastik pada kain woll, kemudian bukalah keran air dengan aliran yang kecil dan dekatkan batang plastik yang telah kamu gosok tadi pada aliran air. Apa yang kamu lihat? Aliran air membelok dari arah semula.

TES FORMATIF 2

Pilihlah jawaban yang benar.

1. Perhatikan gambar di samping!

Alat tersebut digunakan untuk … . A. menentukan gaya listrik statis B. mengukur beda potensial listrik

C. mendeteksi adanya muatan listrik pada suatu benda D. menghasilkan muatan listrik statis dalam jumlah banyak.

2. Gambar berikut yang menunjukkan kedudukan daun elektroskop yang diberi muatan listrik secara induksi adalah … .

A.

- - +

+ +

B.

- - C.

+ -

D.

- -

+ +

+

+

3. Dua benda bermuatan listrik sejenis berada di udara. Jika jaraknya dibuat 3 kali lebih besar, maka besarnya gaya tolak menolak menjadi … .

A. 1/9 kali B. 1/3 kali C. 3 kali D. 9 kali

4. Bagaimana prinsip kerja alat yang ditunjukkan tanda (X) adalah … .

A. menyalurkan arus listrik dari awan ke bumi B. menetralkan muatan listrik pada awan C. mencegah arus listrik dari awan

D. mengalihkan aliran arus listrik dari awan ke tempat lain.

5. Jika seseorang berada di dalam suatu bangunan yang dilengkapi dengan penangkal petir. Jika tiba-tiba petir menyambar rumah, yang paling mungkin terjadi adalah … . A. orang tidak tersambar petir karena berada di dalam rumah yang tertutup rapat B. orang itu ikut tersambar petir karena tegangan listrik petir sangat tinggi

C. orang itu tidak tersambar petir karena muatan listrik petir di netralkan oleh tanah melalui penangkal petir.

D. Orang itu ikut tersambar petir karena rumah yang ditempati tersambar petir

6. Prinsip kerja alat di bawah ini yang tidak benar adalah … .

A. prinsip kerjanya adalah mendapatkan muatan listrik dengan jalan gesekan antara dua benda

B. semua muatannya berkumpul pada bola logam yang disebut kubah

C. mesin listrik yang digunakan untuk mendapatkan muatan listrik yang besar

D. gerak karet ke atas selalu membawa muatan positif den gerak karet ke bawah selalu membawa muatan negatif

7. Sisir plastik yang digosok dengan rambut menyebabkan:

1. sisir plastik mendapat muatan negatif 2. elektron pindah dari sisir plastik ke rambut 3. elektron dari rambut pindah ke sisir plastik 4. rambut menjadi bermuatan negatif

Pernyataan yang benar adalah … . A. 1 dan 2

B. 1 dan 3 C. 2 dan 3 D. 3 dan 4

8. Perhatikan gambar di samping!

Peristiwa yang terjadi pada gambar menunjukkan adanya … .

A. reduksi listrik B. radiasi listrik C. induksi listrik D. aliran listrik

9. Benda A dan B mempunyai garis gaya listrik tang terlihat seperti gambar berikut.

Jenis muatan benda tersebut adalah … .

A B

B. benda A negatif, benda B positif C. benda A netral, benda B negatif D. benda A positif, benda B netral

10. Dua benda bermuatan listrik sejenis berada pada jarak 3 cm. Keduanya saling tarik menarik dengan gaya 6 x 10 ^–5 N. Jika jarak antara kedua benda menjadi 6 cm, maka gaya tolak-menolak menjadi … .

A. 1,5 x 10 ^–5 N.

B. 2,0 x 10 ^–5 N.

C. 2,5 x 10 ^–5 N.

D. 3,0 x 10 ^–5 N.

Presentase tingkat penguasaan materi pembelajaran

Cocokkan jawabanmu dengan kunci jawaban Tes Formatif 2 yang terdapat di bagian akhir modul 1 ini. Hitunglah jawaban yang benar. Selanjutnya gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui tingkat penguasaanmu terhadap materi Kegiatan Belajar 2.

Tingkat Penguasaan = x 100%

soal Jumlah

benar yang jawaban Jumlah

Arti tingkat penguasaan: 90-100% = sangat baik 80-89% = baik

70-79% = cukup

< 70% = kurang

Jika tingkat penguasaanmu 80% atau lebih, maka kamu dinyatakan sukses/berhasil dalam mempelajari Kegiatan Belajar 2 ini, Bagus. Jika tingkat penguasaanmu masih kurang dari 80%, maka kamu harus mengulangi lagi mempelajari Kegiatan Belajar 2, terutama bagian materi yang belum kamu kuasai.

KUNCI JAWABAN TES FORMATIF

TES FORMATIF 1 TES FORMATIF 2

1. C 1. D

2. A 2. D

3. A 3. D

4. B 4. B

5. D 5. C

6. C 6. B

7. A 7. B

8. D 8. C

9. B 9. A

10. C 10. A

DAFTAR PUSTAKA

Ardley, Neil. 2001. 82 Percobaan Ilmu Pengetahuan. Semarang: CV Elang Santika.

Cooper,Christopher (Penerjemah Drs.Tuntun Sinaga). 2000. Jendela Iptek, Materi Cetakan Kedua. Jakarta: Balai Pustaka.

Departemen Pendidikan Nasional. 2006. Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 24 Tahun 2016 tentang KI dan KD untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta.

Dewan Redaksi Bhratara Karya Aksara. 1986. Sumber Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Bhratara Karya Aksara.

Elizabeth K. Cooper, Paul E. Blackwood, John A. Boeschen, Morsley G. Giddings, Arthur A.

Carin. 1985. HBJ Science. Orlando, Florida 32887. United States Of America: Harcourt Brace Jovanovich, Publishers.

Firman, Harry dkk. 1993. Kimia 1 untuk Sekolah Menengah Umum Kelas 1. Jakarta:

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan

Ganeri, Anita. 2000. I1mu Pengetahuan Dalam Rumah. Semarang: CV Adi Prasetya.

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga

Halliday, David dan Robert Resnic (Alih bahasa: Pantur Silaban dan Erwin Sucipto). 1999. Fisika Jilid 1. Jakarta: Erlangga..

Handoyo, Ida Listyarini Handoyo. 2004. Narkoba Perlukah Mengenalnya? Bandung:

Pakar Raya

Hans Jurgen Press. 1991. Bermain Dengan Pengetahuan. Bandung: Angkasa.

Holton Gerald, revised and with new material by Stephen G. Brush. 1985. Introduction to Concepts and Theorier in Physical Science, Edisi Kedua. United States Of America:

Princeton University Press.

Karyadi, Benny.1997. Kimia 2 untuk Sekolah Menengah Umum Kelas 2. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan

Scott W A H. 1994. Kamus Saku Kimia. Jakarta: Erlangga

Semiawan, Conny R. 2000. Ensiklopedia Populer Anak. Jakarta :PT. Ichtiar Baru Van Hoeve.

Shen, Liang Chi, dan Jin Au Kong. 2001. Aplikasi Elektromagnetik. Jakarta: Erlangga.

Shipman James T. , Jerry D. Wilson. 1990. An Introduction to Physical Science, Edisi Keenam.

United States Of America: DC. Health and Company.

Sutrisno. 1984. Seri Fisika Dasar Jilid 2. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Wospakrik, Hans J. 2005. Dari Atomos Hingga Quark. Jakarta: Penerbit Universitas Atma Jaya.