Presentasi Kelompok I1. Ahmad Ghufroni
2. Aji Saputra Raka S
3. Andhika Sakti
4. Aris Riyanto
5. Danal Meizantaka D
6. Denny Prasetyo
7. Dhewa Achmad H
8. Dian Puspita S
9. Edo Firmansyah
10. Ghani
11. M. Fakhir Rizal
Fisika Dasar II
Muatan Listrik Listrik adalah sebuah bentuk energi.
Benda dapat dikatakan bermuatan listrik jika jumlah
muatan positif ( proton ) dan muatan negatif
(elektron ) tidak seimbang.
Benda dikatakan bermuatan negatif jika pada benda
tersebut kelebihan elektron ( jumlah muatan elektron
lebih banyak dari jumlah muatan proton ).
Benda dikatakan bermuatan positif jika pada benda
tersebut kekurangan jumlah elektron ( jumlah muatan
elektron lebih sedikit dari jumlah muatan proton ).
Muatan Listrik
Dalam literatur – biasa digunakan huruf q
atau Q untuk menyatakan jumlah kelebihan
muatan positif atau negatif pada suatu
benda.
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa
setiap muatan Q besar atau kecil, positif atau
negatif adalah merupakan kelipatan dari:
e=1,602 x 10-19C
Muatan ListrikAda dua cara benda dapat bermuatan listrik , yaitu :
1. Digosok
Sebuah sisir karet keras apabila digosok pada sepotong
kain wol akan menyebabkan sisir karet tersebut mampu
menarik potongan-potongan kecil kertas.
2. Diinduksi
Induksi adalah pemisahan muatan-muatan pada benda
netral (electron dan proton sama) dengan cara
mendekatkan benda yang sudah terlebih dulu memiliki
muatan listrik.
Muatan Listrik
Ketika benda netral didekatkan pada benda
bermuatan negative, maka pada benda netral
tersebut akan terinduksi muatannya.
Artinya muatan positif akan mendekat sementara
muatan negative akan menjauh.
Jika benda di-ground-kan, maka muatan negative
akan ke bumi dan akhirnya benda menjadi bermuatan
positif.
Alat yang dapat dipergunakan untuk mengetahui
apakah sebuah benda bermuatan listrik atau tidak
adalah elektroskop.
Hukum Coulomb
Hukum Coulomb adalah hukum yang
menjelaskan hubungan antara gaya yang
timbul antara dua titik muatan, yang
terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai
muatan dan jarak pisah keduanya.
Hukum Coulomb
Hukum ini menyatakan apabila terdapat
dua buah titik muatan maka akan timbul
gaya di antara keduanya, yang besarnya
sebanding dengan perkalian nilai
kedua muatan dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antar keduanya
Medan ListrikMedan Magnet (B) serupa medan
listrik (E)
Medan ListrikPerbedaan antara gaya listrik dan
gaya magnetGaya Listrik Bekerja searah
dengan medan listrik Bekerja pada partikel
bermuatan tanpa memperdulikan apakah bergerak atau tidak
Bekerja memindahkan partikel
Gaya Magnet Bekerja dalam arah
tegak lurus medan magnet
Bekerja pada partikel bermuatan hanya jika partikel tersebut bergerak
Tidak bekerja untuk memindahkan partikel
Medan Listrik
Medan ListrikGaya magnet dalam kawat
berarus
BxLIFmagnet
sinILBFmagnet
Medan Listrik
Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan
oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik
yang berada dalam suatu medan magnet, B.
)()( magnetgylistrikgyLorentz BxvqEqF
Garis Gaya Listrik
Garis-garis gaya adalah garis khayal yang
arahnya (atau arah garis singgungnya)
menyatakan arah kuat medan listrik di
suatu titik. Kerapatannya menyatakan
besar kuat medan listrik di tempat
tersebut. Garis gaya listrik dalam medan
listrik berawal dari muatan positif dan
berakhir pada muatan negatif.
Garis Gaya ListrikSifat Gaya Listrik :
Berasal dari muatan positif menuju muatan negatif
Garis gaya listrik tidak pernah berpotongan
Makin rapat garis gaya listrik maka makin kuat medan listriknya
Makin renggang garis gaya listrik maka makin lemah medan listriknya
Garis Gaya ListrikArah Gaya Listrik :
+
Arah garis gaya dari muatan positif
-
Arah garis gaya dari muatan negative
Garis Gaya Listrik
Untuk pasangan muatan sejenis garis
gaya dipetakan sebagai berikut :
pasangan muatan positif
pasangan muatan negative
Garis Gaya Listrik
Satu garis gaya listrik menggambarkan satu
muatan listrik
Netto garis gaya keluar atau masuk dari
permuakaan tertutup sama dengan netto muatan
yang ada di dalam permukaan tertutup tersebut
Gerak Muatan-muatan Titik di dalam Medan Listrik (Dari Sini)Tinjau sebuah muatan sumber q’ yang
terletak pada suatu koordinat dengan vektor posisi r’, dan muatan uji q dengan vektor posisi r.
.
'
'
'
'
4
1 12
0
'
rr
rr
rr
q
q
FE qq
Gaya listrik pada muatan uji q adalah
Medan listrik pada muatan uji q adalah
Terlihat bahwa medan listrik pada muatan uji tidak bergantung pada besarnya muatan uji
.
'
'
'
'
4
12
0' rr
rr
rr
qqFqq
Gerak Muatan-muatan Titik di dalam Medan ListrikAndaikan ada sebuah muatan titik Q dan kita
ingin mengetahui besar dan arah medan listrik di titik P yang berjarak r dari muatan titik Q tsb.
204
1
r
QEP
Q P EP
Arah medan listrik pada titik P diperlihatkan dengan garis panah warna biru.
Sedangkan besar medan listrik di titik P adalah:
Gerak Muatan-muatan Titik di dalam Medan Listrik Hitunglah besar dan arah medan listrik pada titik P yang
terletak 30 cm di sebelah kanan muatan titik Q=-3.10-6 C ?
Q
30 cm
EP
Arah medan listrik adalah menuju muatan Q atau ke kiri karena
muatan Q negatif seperti ditunjukkan dalam garis panah biru.
Besar Medan magnet di P adalah:
204
1
r
QEP
2
69
3,0
10.310.9
CN /10.3 5
Distribusi Muatan Kontinu
Electric Flux (Fluks Listrik)
Fluks listrik adalah jumlah garis-garis medan
listrik yang menembus secara tegak lurus
pada suatu bidang dinamakan Fluks Listrik
dengan symbol f, seperti pada gambar:
Distribusi Muatan Kontinu
Hukum Gauss
Hukum Gauss adalah jumlah garis medan yang
menembus suatu permukaan tertutup sebanding
dengan jumlah muatan listrik yang melingkupi
permukaan tertutup itu.
Gaya pada q’ menurut hukum Coulomb adalah :
dan kuat medan listrik pada titik P adalah :
Arah medan menjauhi q, jika muatan q ini positif
dan menuju q, jika muatan negatif.
Perhitungan Medan Listrik Berdasarkan Hukum Coulomb
Perhitungan Medan Listrik Berdasarkan Hukum Coulomb
Kuat medan listrik di suatu titik, E didefinisikan
sebagai gaya tiap satuan muatan di titik
tersebut. Secara matematis kuat medan listrik
di suatu titik dinyatakan dalam persamaan :
Jika sejumlah muatan titik qA , qB dst,
berada pada jarak dA , dB dst terhadap suatu
titik P , maka kuat medan di titik P adalah :
'q
FE
2204
1
B
B
A
A
d
q
d
qE
Perhitungan Medan Listrik Berdasarkan Hukum Coulomb Sebuah konduktor bola berongga diberi muatan -50mC. Bola ini
memiliki diameter 12 cm. Hitung kuat medan listrik pada jarak (a) 3cm
dari pusat bola, (b) 6 cm dari pusat bola, dan (c) 9 cm dari pusat bola.
Penyelesaian:
q=-50mC = -50×10-6 C, d = 12 cm, r= 12/2 cmm=6 cm = 6×10-2 m
(a) EA = 0 ( di dalam bola)
(b) EB = = -1,25×108 N/m
(c) EC = = -5,6× 107 N/m
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Soal 1
Sebuah konduktor mengangkut muatan total
sebesar = +3 nC. Muatan di dalam rongga yang
diisolasi dari konduktor adalah -5 nC. Berapakah
muatan pada permukaan sebelah dalam dan
sebelah luar konduktor?
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum GaussSoal 2
Bumi mempunyai muatan listrik netto. Dengan
instrumen elektronik yang peka, pengukuran medan
listrik di permukaan bumi menghasilkan nilai rata-
rata 150 N/C dengan arah menuju pusat bumi.
a) Berapakah kerapatan
muatan permukaan di
permukaan bumi?
b) Berapakah muatan
permukaan total bumi?
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Soal 3
Selembar kertas yang luasnya 0,250 m2 diorientasikan
sehingga normal ke lembar itu membentuk sudut sebesar
60o terhadap sebuah medan listrik homogen yang besarnya
14 N/C.
a) Carilah besar fluks listrik yang melalui lembar itu.
b) Apakah jawaban a) tergantung bentuk lembar
tersebut?
c) Sudut berapakah yang menghasilkan fluks paling
besar dan paling kecil?
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Penyelesaian
Karena muatan dalam rongga adalah q = -5 nC,
maka muatan pada permukaan sebelah dalam
harus sama dengan –q = +5 nC.
Konduktor mengangkut muatan total sebesar +3
nC yang semuanya tidak berada di bagian dalam
material itu. Jika +5 nC berada pada permukaan
sebelah dalam rongga itu, maka harus ada (+3 nC)
– (+5 nC) = -2 nC pada permukaan konduktor
sebelah luar.
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Penyelesaian
Berdasarkan arah medan listrik diketahui bahwa
adalah negatif.
Muatan total Q adalah hasil kali luas permukaan
bumi dan kerapatan muatan :
Q = 4 (6,38 X 106 m)2(-1,33 X 10-9 C/m2)
= -6,8 X 105 C
Penyelesaian
Diketahui : E = 14 N/C
A = 0,25 m2
Ditanya:
a) E E = ?
b) Apakah E E tergantung bentuk lembar?
c) untuk nilai E E max dan minimum?
Jawab :
A)
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Perhitungan Medan Listrik Menggunakan Hukum Gauss
Penyelesaianb) Nilai E E tidak tergantung
bentuk lembar c) E E maksimum = EA cos 0o = EA
= 0o
E E minimum = EA cos 90o = 0
= 90o
Recommended