jurnal tak tau

8/17/2019 jurnal tak tau

1/37


2/37

Bayangkan jika hidup tanpa listrik


3/37


4/37

Pendahuluan

• Listrik berasal dari kata Yunani elektron yang berarti amber • Pengetahuan tentang kelistrikan telah ada sejak jaman yunani kuno

(700 SM!• "ika menggosok amber (damar pohon yang membatu dengan

sepotong kain# amber akan menarik daun ke$il atau debu


5/37

Bera%al dari kejadian sederhana&

Bagaimana Mungkin????


6/37

M')*


7/37

Si+at Muatan Listrik


8/37


• Pengamatan, -listrik statis.

/ Sisir yang dapat menarik potongan ke$il kertas!

/ Balon yang digosok dengan %oll!

• -Penyaluran muatan listrik. / enerator 1an de raa+!

• Dua jenis muatan

/ 2inamakan oleh Benjamin 3ranklin (47056

470,positive dan negative!• Muatan sejenis saling tolak menolak, muatan

berlawanan tarik menarik !


9/37


• Pada tingkat atom!

/ *u$leus , -robust.# positive!

/ 8le$trons , bergerak# negative!

• tom biasanya berada pada keadaan neutral !• Muatan memiliki ke$enderungan alami untuk ditrans+erantar material yang tidak sama!

• Bagaimanapun# muatan listrik selalu conserved padasetiap proses!

/ Muatan tidak di$iptakan!

/ Biasanya# muatan negative ditrans+er dari satubenda ke benda lain!


10/37


9uantisasi

• :obert Millikan menemukan# pada 40# bah%a objek hanya

bisa bermuatan sebagai kelipatan bilangan bulat dari suatu

besaran +undamental muatan (e! / Muatan ter quantisasi.

/ Sebuah objek dapat bermuatan ±e# atau ± ;e# atau ± e yang sama banyaknya dengan

muatan negati>e!

• Satuan / Pada S# muatan listrik terukur dalam $oulomb ( @!

/ *ilai dari Ae| = 1.!" 1# $ 1! %1# & !


11/37

Mengapa hanya pada,

• Sisir dan kertas

• aret dan ka$a


12/37

nsulator and onduktor Pengelompokan Material

• MaterialCsubstansi dapat dikelompokkan berdasarkan

kemampuannya untuk memba%a muatan

/ material yang muatan listriknya dapat bergerak bebas konduktor

/ material yang muatan listriknya tidak bergerak bebas insulator !

• ka$a# karet insulator yang baik!

• )embaga# aluminum# dan perak# konduktor yang baik!

• Semi$ondu$tor kelompok material ketiga yang memiliki

si+at listrik diantara insulator dan konduktor

/ Sili$on dan germanium adalah semi$ondu$tor yang digunakanse$ara luas untuk piranti elektronik!


13/37

nsulator dan @ondu$torPemuatan dengan induksi


14/37

nsulator and @ondu$tor / Pemuatan dengan nduksi!


15/37

nsulators dan @ondu$tors

/ 8arthCround!

• etika konduktor terhubung kebumi

dengan kabel penghubung# dikatakan

ter 'ground' atau dibumikan!

Mengapa??

• Bumi sebagai quasi infinite reservoir o+

ele$trons, $an accept or supply an

unlimited number of electrons.


16/37

nsulator dan @ondu$torPemuatan dengan induksi!

•Sebuah insulator bermuatan positi+ diba%a kedekat bola konduktor yang terisolasi dari ground!

• aya interaksi antar muatan positi> membuatdistribusi ulang muatan pada bola konduktor!

• Muatan positi> menjauh dari insulatormeninggalkan muatan negati+ yang berlebih

didekat insulator!• Dubungkan konduktor kebumi!

• )olakan antar elektron mengakibatkan elektronberpindah dari bola konduktor ke bumi!

• Putuskan kabel penghubung!

• Bola konduktor sekarang memiliki muatan totalnegati+!

• Proses ini dikenal dengan pemuatan denganinduksi!

• )idak membutuhkan kontak antar material!


17/37

nsulators and @ondu$tors / PolariEation!

• Polarisasi adalah memposisikan kembali

muatan dalam satu molekul!

• Menghasilkan muatan induksi pada

permukaan insulator!

• karet atau ka$a dapat digunakan sebagai

penyuplai elektron!


18/37


19/37


20/37

Mini6FuiE

Sebuah benda bermuatan positi+ digantung dengan sebuah talididekatkan ke objek non konduktor (bola! Bola kelihatan menjaditertarik kearah benda!

4!Mungkinkan menentukan "enis muatan dengan $ara tersebut?"elaskanG!

;!8Hperimen tambahan apa yang diperlukan untuk menentukan jenismuatan tersebut?

? I


21/37

enapa tidak mungkin??!

• 2ua emungkinan, / )arik6menarik antar objek dengan muatan berbeda!

/ )arik6menarik antara objek bermuatan dengan objek netral yang

terpolarisasi!

6 I

I6666

I

III


22/37

8ksperimen tambahan apa yang diperlukan?

• 2ua 8ksperimen, / Ba%a bola bermuatan netral yang diketahui kedekat objek danamati ketertarikannya!

/ Ba%a muatan negati+ yang diketahui kedekat benda pertama!

"ika ada ketertarikan# objek adalah netral! 2an ketertarikan

diakibatkan oleh polarisasi muatan!

?

0

6IIII

I6

6I6I

6


23/37

Mengapa ini mungkin?

?


24/37

Dukum @oulomb6 Jbser>asi

• @harles @oulomb menemukan pada 47K= hukum dasar

gaya listrik antara dua partikel bermuatan stasioner

F4 F;

r

aya listrik memiliki si+at,•Berbanding terbalik terhadap kuadrat jarak# r# antara partikel# dan

sepanjang garis yang menghubungi keduanya!•Sebanding dengan besarnya muatan AF4A dan AF;A pada kedua partikel!•Saling menarik jika berbeda muatan dan tolak menolak jika bermuatan

sama!


25/37

Dukum @oulomb / 3ormulasi Matematis

• k e dikenal dengan konstanta @oulomb!

• *ilai dari k e tergantung dari pemilihan satuan!

• Satuan S

/ aya, *e%ton (*

/ Muatan, $oulomb ( @!

/ rus, ampere ( 4 @Cs!

/ "arak, meter (m!

• Secara E Hperiment terukur nilai, k e =

8.9875 × 10 9 m! "# ! .

• $endekatan % k e = 8.99× 10 9 m! "# ! .

1 2

2eq q F k

r =


26/37

Charge and Mass of theElectron, Proton and Neutron.

Particle Charge ( C) Mass (kg)

Electron -1.! 1!-1" ".11 1!-#1

Proton $1.! 1!-1" 1.% 1!-&%

Neutron ! 1.% 1!-&%


27/37

9uiE

• 'ntuk 4e 64!50 ×40647 $# berapa banyak proton

yang dibutuhkan untuk menghasilkan muatan

sebesar 4 @?

• Berapa jumlah elektron bebas dalam < gram uangtembaga ( ; dan nomor massa 5

Muatan terpolarisasi yang dihasilkan dari

eksperimen elektrostatis dengan karet atau ka$a

adalah 4065 @ 4 µ$!


28/37


29/37

Mini69uiE

• aya apa saja yang telah dipelajari sejauh

ini?


30/37

@ontoh, aya Listrik

Pertanyaan,

8lektron dan proton dari sebuah atom

hidrogen dipisahkan (rata6rata pada jarak

sekitar=!


31/37

1 2

2e

q q F k

r =

Pengamatan,• ita tertarik untuk menemukan besar gaya antara dua

partikel yang diketahui muatanya# dan dengan jarak

yang ditentukan

• Besarnya gaya diberikan oleh Dukum @oulomb!

O F4 64!50H4064 @

O F; 4!50H4064 @

O r =!


32/37

Solusi

aya saling tarik sebesar K!;H406K *!

( )

( )

2

2

22 19

9

2211

1!" 1#!99 1# !2 1#

$!% 1#

Nme e C

C e F k N

r m

−

−

−

×

= = × = ×

×

Pertanyaan,

8lektron dan proton dari

sebuah atom hidrogen

dipisahkan (rata6rata pada

jarak sekitar=!


33/37

Prinsip Superposisi

• 2ari pengamatan, ditemukan

bah%a ketika diberikan

penggandaan muatan# total gaya

pada muatan uji ternyata adalahpenjumlahan vector dari

keseluruhan gaya yang

diakibatkan oleh setiap muatan!

• aya listrik mematuhi prinsipsuperposisi !


34/37

8Hample, Menggunakan Prinsip Superposisi

)iga muatan pada setiap sudut segitiga# seperti terlihat pada gambar!)entukan resultan gaya yang bekerja pada F!00 m

F<

3


35/37

Pengamatan,

• Muatan F

gaya yang bekerja pada F


36/37

'ntuk tiga titik muatan pada setiap sudut segitiga# seperti

gambar diba%ah# )entukan gaya resultan pada muatan F

=!00 m

( ) ( )

( )

( ) ( )

( )

2

2

2

2

9 9

% 2 9 9

%2 22

9 9

% 1 9

%1 22

9

%2 %1

9

%1

2 2 9

$!## 1# 2!## 1#!99 1# $!"2 1#

&!##

$!## 1# "!## 1#!99 1# 1!# 1#

$!##

'os%(!# %!#1 1#

sin %(!# "!$# 1#

(!1" 1#

Nme C

Nme C

o

x

o

y

x y

C C q q F k N

r m

C C q q F k N

r m

F F F N

F F N

F F F N

− −

−

− −

−

−

−

−

× ×= = × = ×

× ×= = × = ×

= + = ×

= = ×

= + = ×

"$!2oθ =

Solusi,Solusi,

I

H

y

6 IF;

F4

!00 mF<

3


37/37

:angkuman6 Pertemuan

• Pendahuluan

• Listrik 6 Magnet

/ Si+at muatan listrik / nsulator dan konduktor

/ Dukum @oulomb• @ontoh soal

/ )ugas

jurnal tak tau

Documents