Listrik Statis Bahan Belajar Mandiri – BBM 10 Konsep Dasar Fisika SD Disusun oleh: Tim Dosen Universitas Terbuka
Tujuan Pembelajaran Menjelaskan konsep listrik statis: muatan, medan dan potensial listrik Menentukan gaya Coulomb antar muatan Menjelaskan prinsip kerja kapasitor dan kapasitansi Menerapkan konsep listrik statis dalam kehidupan sehari-hari
Pengantar Listrik Statis Gejala kilat dan petir = loncatan elektron Listrik statis: muatan dalam keadaan diam Berbeda dengan listrik dinamis: muatan bergerak
Fenomena Listrik Statis Gosokan penggaris ke kain → tarik serpihan kertas Balon digosok rambut → menempel di dinding Petir: skala besar dari gejala serupa
Jenis Muatan Listrik Muatan positif (+) dan negatif (-) Muatan sejenis → tolak menolak Muatan tidak sejenis → tarik menarik Muatan netral: jumlah + dan - sama
Percobaan Muatan Listrik Penggaris digosok kain wol → menarik potongan kertas Batang kaca digosok sutera → tarik serpihan kertas
Hukum Coulomb F = k |q1.q2| / r^2 F: gaya Coulomb (N) q1, q2: besar muatan (C) r: jarak antar muatan (m) k = 9 × 10^9 Nm²/C²
Contoh Soal Hukum Coulomb q1 = 2×10⁻⁶ C, q2 = 3×10⁻⁶ C, r = 3 m Hitung F antara q1 dan q2: F = 9×10⁹ × 2×10⁻⁶ × 3×10⁻⁶ / 9 = 6×10⁻³ N
Medan Listrik Medan = daerah pengaruh muatan E = F/q' = kq / r² Satuan: N/C E merupakan besaran vektor
Contoh Soal Medan Listrik q = 4μC, r = 1 cm → E = 3.6×10⁶ N/C r = 2 cm → E = 0.9×10⁶ N/C r = 3 cm → E = 0.4×10⁶ N/C
Arah Medan Listrik Dari muatan positif → keluar Ke arah muatan negatif → masuk Garis tidak berpotongan Semakin rapat = medan kuat
Potensial Listrik V = kq / r Ep = qV W = q∆V Satuan: Volt (V)
Contoh Soal Potensial Listrik ∆V = 12 V, q = -1.602×10⁻¹⁹ C W = q∆V = -1.92×10⁻¹⁸ J
Kapasitor dan Kapasitansi Kapasitor: penyimpan muatan listrik C = ε₀A / d q = CV Satuan: Farad (F)
Contoh Soal Kapasitor C = 0.5 µF, V = 24 V q = C × V = 12 × 10⁻⁶ C
Pengaruh Bahan Dielektrik ε_r = ε_bahan / ε₀ Contoh: Air (ε_r = 80), Mika (ε_r = 7) Semakin besar ε_r → kapasitansi naik
Rangkuman Konsep Muatan listrik: + dan - Gaya Coulomb: tarik/tolak Medan listrik: vektor E Potensial listrik: skalar V Kapasitor: simpan energi listrik
Tes Formatif (Contoh) 1. Kajian listrik statis adalah... 2. Ilmuwan penemu hukum Coulomb... 3. Kapasitor menyimpan... (Jawaban ada di modul)
Referensi Halliday & Resnick (1997). Physics. Erlangga Tipler, P.A. (1998). Fisika Sains dan Teknik. Erlangga Microsoft Encarta Premium 2009 Muslim, dkk. (2006). Konsep Dasar Fisika. UPI Press