MAKALAH FISIKA MUATAN LISTRIK DAN HUKUM COULOMB CREATED BY : Gilang Tri Subakti Rafli Dwi Agustiandra Wahyu Ramadhan

(1)

MAKALAH FISIKA MAKALAH FISIKA

MUATAN LISTRIK DAN MUATAN LISTRIK DAN

HUKUM COULOMB HUKUM COULOMB

CREATED BY : CREATED BY :

Gilang Tri Subakti Gilang Tri Subakti Rafli Dwi Agustiandra Rafli Dwi Agustiandra

Wahyu Ramadhan

(2)

MUATAN LISTRIK MUATAN LISTRIK

Di dalam kehidupan kita sehari-hari kata listrik bukan merupakan Di dalam kehidupan kita sehari-hari kata listrik bukan merupakan hal yang asing lagi. Banyak peralatan rumah tangga yang menggunakan hal yang asing lagi. Banyak peralatan rumah tangga yang menggunakan listrik, misalnya setrika, radio, televisi, lemari es, kipas angin, mesin jahit listrik, misalnya setrika, radio, televisi, lemari es, kipas angin, mesin jahit listrik, magic jar, dan mesin cuci. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam listrik, magic jar, dan mesin cuci. Hal ini menunjukkan bahwa di dalam keh

kehididupaupan n kitkita a eneenergrgi i lilistrstrik ik sudsudah ah menmenjadjadii kebutuhan pokok.

kebutuhan pokok.

Da

Dalalam m ililmu mu fifisisikaka, , liliststririk k didibebedadakakann men

menjadjadi i dua dua mamacamcam, , yaiyaitu tu lilistrstrik ik ststatiatis s dandan listrik dinamis. Listrik statis mempelajari sifat listrik dinamis. Listrik statis mempelajari sifat kelistrikan suatu benda tanpa memperhatikan kelistrikan suatu benda tanpa memperhatikan g

geerraakkaan n aattaau u alaliirraan n mmuuaattaan n lliissttrriikk. . DDaallaam m iillmmu u ffiissiikka a ddiisseebbuutt ele

elektrktrostostatiatika. ka. SebSebalialiknyknya, a, jijika ka memempemperhrhatiatikan kan adaadanya nya mumuataatan n lilistrstrikik yang bergerak atau mengalir, maka disebut listrik

yang bergerak atau mengalir, maka disebut listrik din

dinamiamis s ataatau u eleelektrktrodiodinamnamikaika. . ThaThales les dardari i MilMileteete (540 – 546 SM) adalah ahli pikir Yunani purba, yang (540 – 546 SM) adalah ahli pikir Yunani purba, yang me

menunururut t sesejajararahnhnya ya babahwhwa a gegejajala la liliststririk k ststatatisis terjadi pada batu ambar yang digosok dengan bulu.

terjadi pada batu ambar yang digosok dengan bulu.

T

Terernynyatata a babatu tu amambabar r teterrsesebubut t dadapapat t mmenenararikik

benda-benda ringan yang lain misalnya bulu ayam. Dalam bahasa Yunani benda-benda ringan yang lain misalnya bulu ayam. Dalam bahasa Yunani bat

batu u amambar bar sersering ing disdisebuebut t eleelektrktron. on. SesSesuai uai dendengan gan penpengamgamataatan n padpadaa kegiatan di atas ternyata benda-benda tertentu yang telah digosok dapat kegiatan di atas ternyata benda-benda tertentu yang telah digosok dapat menar

menarik ik bendabenda-bend-benda a kecikecil l yang ada yang ada di di sekisekitarntarnya. ya. BendaBenda-bend-benda a yangyang telah digosok dan dapat menarik benda kecil yang ada di sekitarnya ini telah digosok dan dapat menarik benda kecil yang ada di sekitarnya ini disebut benda yang telah bermuatan listrik. Dari kegiatan di atas yang disebut benda yang telah bermuatan listrik. Dari kegiatan di atas yang tteellaah h kkaalliiaan n llaakkuukkaan n ddaappaat t ddiissiimmppuullkkaan n bbaahhwwaa::

1.

1. PlPlastastik ik yanyang g teltelah ah digdigosoosokkakkan n padpada a ramrambut but kerkerining g akaakan n berbermumuataatann

lliissttrriikk nneeggaattiiff..

2.Kac

2.Kaca a yang telah yang telah digodigosok dengan sok dengan bulu akan bulu akan bermbermuatan listriuatan listrik k posipositif.tif.

3. Dua buah

3. Dua buah benda yang bermuatan listrik sejenis akan tolak-menolak danbenda yang bermuatan listrik sejenis akan tolak-menolak dan jik

jika a muamuatan tan lislistriktriknya nya berbeberbeda da akan akan taritarikmenkmenarik. arik. UntuUntuk k menermenerangkangkanan pen

pengergertiatian n adaadanya nya sisifat fat kelkelisistritrikan kan padpada a suasuatu tu benbenda, da, perperlu lu dipdipahaahamimi

(3)

adanya konsep atom yang dimunculkan oleh para ahli di antaranya, teori adanya konsep atom yang dimunculkan oleh para ahli di antaranya, teori atom Dalton, Thompson, Rutherford dan

atom Dalton, Thompson, Rutherford dan Bohr.Bohr.

Secara umum dapat

Secara umum dapat dijelaskan bahwa:dijelaskan bahwa:

1. Benda terdiri atas atom-atom sejenis.

2. Setiap atom terdiri atas

2. Setiap atom terdiri atas sebuah inti yang dikelilingi oleh satu atau lebihsebuah inti yang dikelilingi oleh satu atau lebih elektron.

elektron.

3. Inti atom bermuatan positif, elektron bermuatan negatif.

4. Inti atom terdiri atas

4. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif dan netron yangproton yang bermuatan positif dan netron yang tidak bermuatan listrik.

tidak bermuatan listrik.

Benda atau materi pada umumnya mempunyai jumlah proton sama Benda atau materi pada umumnya mempunyai jumlah proton sama de

dengngan an jujumlmlah ah elelekektrtron on bebendnda a didisesebubut t dadalalam m kekeadadaaaan n nenetrtralal. . JiJikaka kesei

keseimbanmbangan gan antarantara a jumjumlah lah protproton on dan dan jumjumlah lah elektelektron ron teruterusik sik yaityaituu adany

adanya a pengupengurangrangan an atau atau penampenambahabahan n muamuatan tan elekelektrontron, , makmaka a bendabenda tersebut dikatakan bermuatan listrik. Benda akan bermuatan listrik positif tersebut dikatakan bermuatan listrik. Benda akan bermuatan listrik positif bila kekurangan elektron dan benda bermuatan negatif apabila kelebihan bila kekurangan elektron dan benda bermuatan negatif apabila kelebihan elektron. Cara tradisional untuk memperoleh benda bermuatan listrik bisa elektron. Cara tradisional untuk memperoleh benda bermuatan listrik bisa dil

dilakuakukan kan dendengan gan gosgosokaokan. n. JiJika ka dua dua benbenda da salsaling ing digdigosoosokkakkan, n, mamakaka elektron dari benda yang satu akan pindah ke benda yang lain, sehingga elektron dari benda yang satu akan pindah ke benda yang lain, sehingga benda yang kehilangan elektron akan bermuatan positif dan benda yang benda yang kehilangan elektron akan bermuatan positif dan benda yang menerima pindahan elektron akan bermuatan negatif.

menerima pindahan elektron akan bermuatan negatif.

Me

Menunururut t BeBenjnjamamin in FrFrananklklin in (1(170706–6–17179090), ), adadananya ya peperprpinindadahahann muatan dari benda satu ke benda yang lain merupakan implikasi dari muatan dari benda satu ke benda yang lain merupakan implikasi dari hukum kekekalan muatan, artinya pada saat terjadi gosokan antara dua hukum kekekalan muatan, artinya pada saat terjadi gosokan antara dua be

bendnda, a, titidadak k memencncipiptatakakan n mmuauatatan n liliststririk k babaru ru nanammun un prprososesesnynyaa mer

merupaupakan kan perperpinpindahdahan an mumuataatan n dadari ri satsatu u benbenda da ke ke benbenda da yanyang g lailain.n.

Sebenarnya untuk perpindahan elektron antara dua benda

Sebenarnya untuk perpindahan elektron antara dua benda keduanya tidakkeduanya tidak perlu digosok-gosokkan, cukup dikontakkan atau ditempelkan saja, tetapi perlu digosok-gosokkan, cukup dikontakkan atau ditempelkan saja, tetapi dengan saling digosokkan, maka perpindahan elektron akan lebih mudah.

dengan saling digosokkan, maka perpindahan elektron akan lebih mudah.

Mengapa? Jika ingin memperoleh logam bermuatan dengan cara

Mengapa? Jika ingin memperoleh logam bermuatan dengan cara gosokan,gosokan, ma

maka ka lologagam m ititu u hhararus us didiisisololasasi i dadari ri tatananah h agagar ar mumuatatanannynya a titidadakk di

dinenetrtralalkakan, n, kakarerena na adadananya ya alaliriran an elelekektrtron on ke ke tatananah h bibila la bebendndananyaya

(4)

be

bermrmuauatatan n nenegagatitif, f, atatau au sesebabaliliknknya ya elelekektrtron on dadari ri tatananah h bibila la bebendndaa tersebut bermuatan positif. Atau jika pemegang tidak pakai sepatu yang tersebut bermuatan positif. Atau jika pemegang tidak pakai sepatu yang bersifat isolator maka muatan listrik bisa mengalir melalui tangan, badan, bersifat isolator maka muatan listrik bisa mengalir melalui tangan, badan, dan kaki si pembuat eksperimen.

dan kaki si pembuat eksperimen.

HUKUM COULOMB HUKUM COULOMB

Hukum Coulomb adalah gaya yang dilakukan oleh dua benda (yang Hukum Coulomb adalah gaya yang dilakukan oleh dua benda (yang ma

masisingng-m-masasining g bebermrmuauatatan n liliststririk) k) yayang ng sasatu tu papada da yayang ng lalainin, , adadalalahah sebanding-laras dengan kuatnya muatan listrik dari

sebanding-laras dengan kuatnya muatan listrik dari benda-benda tersebutbenda-benda tersebut da

dan n sesebabandndining-g-babalilik k dedengngan an kukuadadrarat t jajararak k anantatara ra kekedudua a bebendnda a ititu.u.

Interaksi antara dua benda bermuatan yang dimensi geometrinya dapat Interaksi antara dua benda bermuatan yang dimensi geometrinya dapat diabaikan terhadap jarak antar keduanya. Maka dalam pendekatan yang diabaikan terhadap jarak antar keduanya. Maka dalam pendekatan yang cuk

cukup up baibaik k dapdapat at didianganggap gap bahbahwa wa kedkedua ua benbenda da berbermumuataatan n tertersebsebutut sebagai titik muatan.

sebagai titik muatan. Charles Augustin de CoulombCharles Augustin de Coulomb (1736-1806) pada(1736-1806) pada tahun 1784 mencoba mengukur gaya tarik atau gaya tolak listrik antara tahun 1784 mencoba mengukur gaya tarik atau gaya tolak listrik antara dua buah muatan tersebut.

dua buah muatan tersebut.

Te

Ternyrnyata ata dardari i hashasil il perpercobcobaanaannyanya, , dipdiperoeroleh leh hahasil sil sebsebagaagaii berikut:

berikut:

•

• PadPada a jarjarak ak yanyang g tettetap, ap, besbesarnarnya ya gaygaya a berberbanbandinding g lurlurus us dendengangan hasil kali muatan dari masing – masing muatan.

hasil kali muatan dari masing – masing muatan.

•

• Besarnya gaya tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarakBesarnya gaya tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarak a

annttaarraa kkeedduuaa

muatan.

•

• Gaya antara dua titik muatan bekerja dalam arah sepanjang garisGaya antara dua titik muatan bekerja dalam arah sepanjang garis p

peenngghhuubbuunngg yyaanngg

lurus.

•

• GaGaya ya tataririk k memenanaririk k bibila la kekedudua a mumuatatan an titidadak k sesejejeninis s dadan n totolalakk menolak bila kedua muatan sejenis.

menolak bila kedua muatan sejenis.

(5)

Contoh Hukum Coulomb ( Timbangan Puntir ) Contoh Hukum Coulomb ( Timbangan Puntir )

Untu

Untuk k menimenimbanmbang g bendabenda-bend-benda a yang yang sangasangat t rinringan. gan. TimTimbangabangann p

puunnttiir r mmeemmbbaawwa a CCoouulloommb b kkee penemuannya yang paling penting. Dengan penemuannya yang paling penting. Dengan me

mengnggegerarakkkkan an dudua a bubulalatatan n bebermrmuauatatann lliissttrriik k ddi i ddeekkat at ttiimmbbaannggaan n ppuunnttiirr, , iiaa men

menunjunjukkukkan an bahbahwa wa kekkekuatuatan an di di antantaraara kedua benda itu berbeda-beda jika

kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.kedua benda itu saling menjauh.

Pertanyaan dari Yuliana : Pertanyaan dari Yuliana :

•

• KeKenanapa pa ujujunung g kakaca ca jijika ka didigogososokkkkan an dedengngan an susutetera ra memenjnjauauh,h, sedangkan ujung plastik jika digosokkan pada bulu mendekat?

sedangkan ujung plastik jika digosokkan pada bulu mendekat?

Ja

Jawab wab : : muamuatan pada tan pada batbatang ang kackaca a yanyang g digodigosok adalah muatasok adalah muatann po

posisititif, f, sesedadangngkakan n mumuatatan an papada da pepengnggagariris s plaplaststik ik yayangng digosok (atau amber) adalah muatan negatif. Jumlah muatan digosok (atau amber) adalah muatan negatif. Jumlah muatan ya

yang ng didihahasisilkalkan n ololeh eh susuatatu u bebendnda a memelalalului i susuatatu u prprososeses pen

penggoggosoksokan, an, adaadalah lah samsama a dendengan gan jumjumlah lah muamuatan tan pospositipitip dan

dan negnegatiatip p yanyang g dihdihasiasilkanlkan. . JumJumlah lah bersbersih ih muamuatan tan yanyangg dih

dihasiasilkan lkan oleh oleh suasuatu tu benbenda da selaselama ma proproses ses penpenggoggosoksokanan adalah nol. Contoh, ketika penggaris plastik digosok dengan adalah nol. Contoh, ketika penggaris plastik digosok dengan kain wol, plastik memperoleh muatan negatip dan kain wol kain wol, plastik memperoleh muatan negatip dan kain wol mem

memperoperoleh leh muamuatan tan pospositiitip p dendengan gan jumjumlah lah yanyang g samsama.a.

Muata

Muatan-muan-muatan tan terstersebut ebut dipisdipisahkan, namun ahkan, namun jumlajumlah h keduakedua j

jenenis is mumuatatan an adadalalah ah sasamama. . InIni i adadalaalah h cocontntoh oh dadari ri susuatatuu hukum yang berlaku sampai

hukum yang berlaku sampai sekarsekarang, yang ang, yang dikenadikenal l dengandengan nama hukum kekekalan muatan listrik.

nama hukum kekekalan muatan listrik.

Pertanyaan dari Andi Rosmarita : Pertanyaan dari Andi Rosmarita :

•

• Bahan – bahan yang mengandung muatan listrik selain kaca danBahan – bahan yang mengandung muatan listrik selain kaca dan plastik?

plastik?

Jawab : batu ambar, diesel, air, dll.

(6)

Pertanyaan dari Yuliana : Pertanyaan dari Yuliana :

•

• Contoh aplikasi dari Hukum Coulomb?Contoh aplikasi dari Hukum Coulomb?

J

Jawawab ab : : TimTimbabangngan an PuPuntntir, ir, DeDengngan an memenggnggererakakkan kan dudua a bubulalatatann bermu

bermuatan listrik atan listrik di di dekat timbangan puntir, menunjukkandekat timbangan puntir, menunjukkan bahwa kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika bahwa kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.

kedua benda itu saling menjauh.