IPA 9 SMP - Listrik Statis

Petir adalah suatu kejadian alam yang luar biasa, karena dalam setiap kejadiannya energi yang dilepaskan lebih besar daripada yang dihasilkan oleh seluruh pusat pembangkit tenaga listrik di Amerika. Cahaya yang dikeluarkan oleh petir lebih terang daripada cahaya 10 juta bola lampu pijar berdaya 100 watt. Hal lain yang menakjubkan bahwa molekul-molekul nitrogen, yang sangat penting untuk tumbuhan, muncul dari kekuatan ini.

Mengapa petir dapat membebaskan energi? Darimana petir mendapatkan energi listrik?

Berapa biaya listrik yang dapat kita hemat jika kita dapat mengumpulkan energi dari petir? Saat kita merenungi semua perihal petir ini, kita dapat memahami bahwa peristiwa alam ini adalah sesuatu yang menakjubkan. Bagaimana sebuah kekuatan luar biasa semacam itu muncul dari partikel bermuatan positif (proton) dan negatif (elektron) dari dalam sebuah atom, yang tak terlihat oleh mata telanjang. Perbedaan jumlah proton dan elektron dalam sebuah atom mengakibatkan atom bermuatan listrik. Karena semua benda tersusun oleh atom-atom, maka perubahan muatan listrik pada atom akan mengakibatkan perubahan listrik pada benda. Setiap benda memiliki kecenderungan untuk berada dalam keadaan netral, oleh karena itu jika benda bermuatan maka secara spontan dapat membebaskan muatannya. Salah satu contohnya adalah petir. Sifat-sifat muatan listrik antara lain: listrik terdiri dari dua jenis muatan yaitu muatan positif dan negatif, muatan listrik akan saling berinteraksi, muatan sejenis tolak menolak dan muatan tidak sejenis tarik-menarik. Para ahli berusaha memanfaatkan muatan listrik statis untuk berbagai keperluan dalam kehidupan sehari-hari.
Teori Atom

Menurut Demokritus (460-370SM), partikel zat yang terkecil disebut atom. Hal tersebut pertama kali dimodelkan oleh Dalton. Adapun model atom Dalton adalah sebagai berikut: Atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi atom unsur yang lain Dua atom atau lebih dapat membentuk molekul Atom suatu unsur semuanya sama atau serupa.

Seiring dengan pekembangan ilmu dan teknologi, maka teori atompun berkembang. Di awali oleh model atom JJ Thomson, kemudian model atom Rutherford, dan model atom Bohr. Sampai dengan saat ini, model atom Bohr lah yang lebih mendekati kebenaran, hal tersebut didasarkan pada hasil analisis spektrum cahaya yang dipancarkan oleh atom. Mengapa atom harus dibuatkan model?

Teori atom secara detail dapat ditemukan di beberapa wabsite berikut ini: http://www.geocities.com/athens/delphi/8904/v_model_atom.htm http://en.wikipedia.org/wiki/J.J._Thompson http://www.upscale.utoronto.ca/PVP/Harrison/BohrModel/Flash/BohrModel.html

Gambar model atom Dalton.

Gambar model atom JJ. Thompson. Gambar model atom Rutherford Gambar model atom Bohr Bagian-bagian Atom Berdasarkan model atom Bohr, maka atom terdiri dari: Kulit atom Inti atom (nukleus) Kulit atom adalah orbit dari sebuah partikel yang bernama elektron sedangkan inti atom  tersusun atas proton dan neutron. Elektron adalah partikel yang bermuatan negatif, sedangkan proton bermuatan positif, adapun neutron adalah partikel yang tidak bermuatan. Setiap atom dalam keadaan normal memiliki kecenderungan jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Atom dapat mengalami penambahan/pengurangan elektron, peristiwa ini akan mengakibatkan perbedaan jumlah elektron dan proton, sehingga mengakibatkan atom bermuatan listrik,  sedangkan jumlah proton relatif lebih stabil dibandingkan dengan elektron. Dengan demikian elektronlah yang memiliki peranan penting dalam menentukan muatan listrik sebuah atom. Bagaimana orang mempelajari atom? Struktur atom di modelkan berdasarkan informasi yang diperoleh dari spektrum cahaya yang dipancarkan oleh atom.  Atom akan memancarkan energi dalam bentuk spektrum yang berbeda-beda tergantung dari jenis atomnya, oleh karena itu spektrum cahaya bersifat unik. Bagaimana atom memancarkan energi? Sebuah atom mempunyai kemampuan menyerap energi, Jika ini terjadi sebagian elektron dari atom tersebut akan tereksitasi. Konfigurasi elektron memiliki kecenderungan untuk menempatkan elektron mulai dari lintasan yang terdalam. Dengan demikian elektron yang tereksitasi akan berusaha untuk kembali pada orbit yang ada di bawahnya dengan memancarkan energi.

Muatan ListrikBagaimana Benda dapat Bermuatan Listrik?

Setiap zat tersusun atas atom-atom, dengan demikian muatan listrik suatu zat tergantung dari jenis muatan listrik atom-atomnya. Jika atom-atom benda lebih cenderung melepaskaan elektron, maka zat yang disusunnya lebih cenderung bermuatan positif. Sebaliknya jika atom-atom benda lebih cenderung menangkap elektron, maka zat yang disusunnya cenderung bermuatan negatif. Dengan demikian muatan listrik sebuah benda sangat tergantung dengan muatan listrik atom-atom penyusunnya. Bagaimana cara membuat benda bermuatan listrik? Suatu benda dapat dimuati listrik dengan dua cara 1. Menggosok a. Menggosok penggaris plastik dengan kain wool Penggaris menjadi bermuatan listrik jenis negatif. Apa yang terjadi jika kaca digosok dengan kain sutera? b. Menggosok kaca dengan kain sutera Kaca menjadi bermuatan listrik jenis positif Menggosok. Mengapa dengan menggosokkan benda ke benda lain dapat membuat benda bermuatan listrik? Apakah semua benda jika digosokkan akan bermuatan listrik? Muatan listrik pada sebuah benda, sangat dipengaruhi olah muatan listrik atom-atom penyusunnya.  Ada atom-atom yang cenderung melepas elektron, tetapi ada juga atom-atom yang cenderung mengikat elektron. Jika dua benda tersusun dari atom-atom yang memiliki perbedaan sifat tersebut saling digosokkan maka, maka interaksi itu akan lebih mudah membuat benda bermuatan listrik. Dari animasi di atas. Jika kain sutera digosokkan pada kaca, maka elektron-elektron kaca akan berpindah menuju sutera, sehingga kaca menjadi bermuataan positif. sementara itu kain sutera menjadi bermuatan negatif karena mendapat tambahan elektron Jika kain wool  digosokkan pada plastik, maka elektron-elektron kain wool akan berpindah menuju plastik, sehingga plastik menjadi bermuataan negatif. sementara itu kain wool menjadi bermuatan positif karena kehilangan elektron-elektronnya. 2. Induksi Bagaimana proses pemuatan listrik dengan induksi? Induksi dapat dilakukan dengan cara mendekatkan benda yang bermuatan listrik ke benda netral. Akibatnya benda netral akan terpolarisasi. Jika benda netral yang telah terpolarisasi di hubungkan dengan tanah (di ground kan), maka elektron-elektronnya akan mengalir menuju tanah. Setelah penghantar yang menuju tanah di hilangkan dan benda bermuatan listrik dijauhkan, maka benda netral akan menjadi kekurangan elektron (bermuatan positif). Induksi dalam jumlah muatan tertentu dapat mengakibatkan muatan listrik melompati gap (jarak pemisah), dalam hal ini dapat menimbulkan lintasan bunga api. Salah satu peristiwa yang besar adalah terjadinya petir. Berikut ini adalah proses terjadinya induksi listrik. Proses Terjadinya Induksi Listrik Sifat Muatan Listrik Muatan listrik dapat menarik benda-benda kecil Potongan kertas kecil-kecil dapat menempel pada penggaris yang bermuatan listrik karena adanya gaya listrik. Jika gaya listrik lebih besar dari gaya gravitasi benda maka benda akan menempel pada penggaris, sebaliknya  jika gaya listrik kurang dari gaya gravitasi, maka benda tidak akan menempel. Apa yang terjadi pada kertas jika benda yang didekatkan bermuatan listrik positif? Interaksi Dua Muatan Listrik: Sifat muatan listrik Interaksi antara benda-benda yang bermuatan listrik. muatan sejenis tolak-menolak muatan tidak sejenis tarik-menarik Muatan listrik ada dua jenis Muatan positif Muatan negatif
Medan Listrik

Medan listrik di sekitar muatan positif

Adanya gaya diantara dua muatan listrik, walaupun dua benda yang bermuatan listrik tidak bersentuhan, menggambarkan bahwa disekitar muatan listrik terdapat medan listrik. Medan listrik adalah daerah disekitar muatan listrik yang masih mendapat pengaruh gaya listrik dari muatan tersebut. Berikut ini adalah visualisasi medan listrik disekitar muatan positif.

Medan Listrik di sekitar muatan negatif

Bagaimanakah medan listrik di sekitar muatan negatif? Sebagaimana muatan positif, disekitar muatan negatif terdapat medan listrik juga, hanya saja arah medan listriknya menuju ke arah muatan.

Interaksi antara dua muatan listrik baik berupa gaya tolak atau gaya tarik dapat digambarkan dengan menggunakan garis-garis gaya listrik berikut:

Gaya Coulomb

Hukum Coulomb. 

Tahun 1785 seorang fisikawan Prancis yang bernama Charles Agustin Coulombmenyelidiki besarnya gaya yang terjadi pada dua benda yang bermuatan listrik. Alat yang digunakannya adalah neraca puntir (torsion balance). Hasil investigasinya menemukan hubungan bahwa “besarnya gaya listrik sebanding dengan besarnya muatan listrik dua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara dua buah benda yang bermuatan listrik”.  Pernyataan ini dikenal dengan nama Hukum Coulomb. Sebagai penghargaan atas jasanya, nama Coulomb digunakan sebagai satuan muatan listrik. Bagaimana neraca puntir bekerja? Dua bola bermuatan listrik yang digantung dengan menggunakan benang dalam sebuah tabung dapat berputar secara bebas, hal ini dapat digunakan untuk menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya antara dua benda yang bermuatan listrik. Pada bagian bawah dari tabung, melingkari dinding tabung terdapat skala sudut. Jika sebuah benda yang bermuatan listrik di dekatkan pada salah satu bola, maka bola itu akan bergerak secara melingkar menjauh/mendekat (tergantung dengan jenis muatan ke dua benda yang berinteraksi). Selanjutnya dengan mengasumsikan bahwa besarnya sudut simpang sebanding dengan besarnya gaya antara dua muatan, maka dengan mengubah jarak antara dua muatan dan besarnya muatan, kita dapat menemukan hubungan antara besarnya gaya, jarak antara dua muatan, dan besarnya muatan. Persamaan Coulomb Hukum Coulomb secara matematis dapat dituliskan : F = Gaya listrik (newton) Q1 = Muatan listrik benda 1 (coulomb) Q2 = muatan listrik benda 2 (coulomb) r  = jarak pisah antara dua benda bermuatan listrik (meter) k = tetapan (9 x 10^9  N m^2 C^-2)
Elektroskop
Untuk mengidentifikasi muatan listrik sebuah benda dapat digunakan elektroskop. Elektroskop terdiri dari sebuah bola konduktor yang dihubungkan dengan dua buah daun logam (biasanya emas) dengan menggunakan batang konduktor. Dengan menggunakan bahan dari isolator sebagai penyekat, daun elektroskop dimasukkan ke dalam sebuah wadah yang terbuat berdinding kaca. Prinsip kerja elektroskop adalah induksi listrik. Dimana jika kepala elektroskop yang netral didekatkan dengan benda, maka daun elektroskop akan mengembang jika benda tersebut bermuatan listrik, dan tetap jika benda tersebut tidak bermuatan listrik Keterangan gambar : a = daun elektroskop b = batang konduktor c = tabung gelas d = kepala elektroskop
Aplikasi Listrik statis

Petir

Bagaimana petir terjadi? Petir adalah salah satu contoh pembebasan muatan listrik dalam jumlah yang cukup besar. Pembebasan ini bisa terjadi antara awan dan awan atau antara awan dan bumi. Kenapa ke bumi? Karena bumi merupakan suatu tempat yang mampu menampung berapapun besarnya muatan listrik.  Ketika awan bergerak dari satu tempat ke tempat lain untuk membentuk hujan, maka awan akan mengalami polarisasi akibat pengaruh suatu tempat di permukaan bumi, biasanya tempat yang lebih tinggi terhadap sekitarnya. Polarisasi muatan ini menyebabkan terjadinya perbedaan potensial yang sangat tinggi yang bisa  mengakibatkan terjadinya loncatan bunga api kita dikenal dengan nama petir. Pembebasan muatan listrik (discharging) Ketika benda bermuatan listrik, dia dapat di netralisasi dengan memindahkan muatan listriknya. Proses ini dikenal dengan nama discharging. Discharging pada bahan isolator. Pemanasan adalah cara yang efektif dalam pembebasan muatan listrik. Hal ini terjadi karena panas menyebabkan udara di sekitar bahan menjadi terionisasi. Ion disekitar bahan akan menetralisasi muatan listrik bahan. Discharging pada bahan konduktor. Muatan listrik bahan konduktor dapat dinetralisasi dengan menghubungkan ke bumi (grounded). Konduktor yang digunakan untuk menghubungkan bahan dengan bumi, merupakan jalur lalulintas elektron. Jika bahan bermuatan positif, maka elektron mengalir dari bumi ke bahan. Sebaliknya jika bahan bermutan negatif, maka elektron mengalir dari bahan ke bumi. Jika beda potensial antara dua benda yang bermuatan cukup besar maka netralisasi dapat terjadi secara spontan. Salah satu contoh peristiwa pembebasan muatan listrik dalam jumlah yang besar adalah petir. Besarnya muatan listrik yang di bebaskan maka petir dapat mengakibatkan kerusakan benda-benda dipermukaan bumi seperti gedung-gedung bertingkat, pohon-pohon, dan kadang-kadang manusia. Apa yang harus dilakukan manusi untuk menghindarkan kerusakan akibat petir? Mengapa petir lebih banyak kita jumpai pada saat musim hujan? Pembebasan muatan listrik (discharging) Discharging pada bahan konduktor

Coretan Selengkapnya...

IPA 8 SMP - Berat Benda

BERAT BENDA

Benda menarik benda lain karena benda memiliki massa, gaya tarik antara dua benda yang memiliki massa disebut gaya gravitasi atau gaya berat.
Massa benda di setiap tempat besarnya sama, tetapi berat benda dipengaruhi oleh percepatan gravitasi.

Massa benda dapat diukur dengan neraca, sedangkan berat benda dapat diukur dengan neraca pegas atau dinamometer.

Perbandingan berat dan massa sebuah benda  di suatu tempat selalu tetap. Perbandingan berat dan massa benda ini disebut percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi di bumi rata-rata 9,8 N/kg. Percepatan gravitasi di bulan 1,6 N/kg. Hubungan antara berat benda, massa benda dan percepatan gravitasi secara matematis dapat dituliskan: m = massa benda (kg) w = berat benda (N) atau g = percepatan gravitasi (N/kg) atau (m/s2)

Contoh Soal:

Percepatan gravitasi di bulan adalah seperenam kali percepatan gravitasi di bumi. Percepatan gravitasi di bumi 10 N/kg, seorang altet angkat besi mampu mengangkat beban yang massanya 180 kg. Berapa massa beban yang mampu diangkat jika dilakukan di bulan ?

Penyelesaian:

Diketahui    :  g  = 10 N/kg
                      g’ = 1/6 x 10 N/kg 
                      m = 180 kg

Ditanyakan :   m’  = …… ?

Jawab         :   Berat beban di bumi

                        w = m . g
                        w = 180 kg . 10 N/kg
                        w = 1800 N

Berat beban yang mampu diangkat di bulan sama dengan di bumi yaitu 1800 N

w’ = w
m’.g’ = 1800 N
m’.g’ = 1800 N
m’.10/6 N/kg’ = 1800 N
m’ = 1800 N x 6/10 kg/N
m’ = 1080 kg

Jadi beban yang mampu diangkat di bulan adalah 1080 kg.

Coretan Selengkapnya...

IPA 8 SMP - Gaya Gesek

GAYA GESEKAN

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda, arah gaya gesekan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan.

Balok kayu yang ditarik di atas triplek akan timbul gaya gesek yang lebih besar dari pada di atas kaca, karena triplek lebih kasar dari kaca

Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda tidak bergerak disebut gaya gesekan statis.

Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda  bergerak disebut gaya gesekan kinetis.
Besar gaya gesekan statis lebih besar dari gaya gesekan kinetis.

Rem cakram kendaraan bekerja berdasarkan gaya gesekan	Contoh gaya gesekan yang menguntungkan Gaya gesekan pada rem dapat memperlambat laju kendaraan Gaya gesekan pada alas sepatu dengan jalan, jika jalan licin orang yang berjalan bisa tergelincir
Gesekan udara dengan mobil bisa menghambat gerak mobil	Contoh gaya gesekan yang merugikan: Gaya gesekan antara udara dengan mobil dapat menghambat gerak mobil. Adanya gaya gesekan pada roda dan porosnya, sehingga dapat mengakibatkan aus

Coretan Selengkapnya...

IPA 8 SMP - Resultan Gaya

RESULTAN GAYA

	Hasil perpaduan dua gaya atau lebih dalam satu garis kerja akan menghasilkan satu gaya pengganti yang disebut resultan gaya.
	Jika gaya F1 dan F2 searah, maka resultannya adalah jumlah kedua gaya itu R = F1 + F2
	Jika gaya F1 dan F2 berlawanan arah, F1 > F2 maka resultannya adalah selisih kedua gaya itu dan arahnya sesuai dengan gaya yang lebih besar R = F1 - F2 F1 = gaya pertama (N) F2 = gaya kedua (N) R = resultan gaya (N)

Coretan Selengkapnya...

IPA 8 SMP - Gaya

Gaya dan Percepatan

PENGERTIAN GAYA

Jika kita naik bis dengan berdiri kita harus berpegangan dengan tujuan agar badan kita tidak terpental ke depan jika bis direm mendadak. Apa yang menyebabkan badan kita terpental ke depan ketika bis direm mendadak.

Ketika kita menarik atau mendorong benda maka kita dikatakan melakukan gaya terhadap benda. Jadi, gaya adalah besaran fisika berupa tarikan atau dorongan. Gaya termasuk besaran vektor karena selain memiliki nilai juga memiliki arah.

	Suatu gaya dapat digambarkan dengan diagram vektor berupa anak panah. Titik O disebut titik pangkal dan titik A disebut titik ujung. Panjang OA menyatakan nilai gaya dan arah panah menyatakan arah gaya. Contoh:
	Gaya F1 sebesar 4 N ke kanan dapat digambarkan anak panah yang panjangnya 4 cm dengan arah ke kanan.
	Gaya F2 sebesar 6 N ke kiri dapat digambarkan anak panah yang panjangnya 6 cm dengan arah ke kiri.

Satuan gaya menurut satuan SI adalah newton (N) satuan yang lain adalah dyne.
1 N = 10⁵ dyne

Gaya dapat diukur dengan neraca pegas.

Coretan Selengkapnya...

Persiapan tes PTN

Selain disibukkan dengan persiapan mengikuti UN, sebagian dari adik-adik tentunya ada yang berkeinginan untuk melanjutkan pendidikan ke perguruan tinggi.

Heiii… jangan lupa, tetap fokus ke UN terlebih dahulu yaa karena meskipun adik-adik telah lulus dan diterima di suatu perguruan tinggi (baik negeri maupun swasta, baik lewat jalur khusus maupun jalur reguler) jikalau adik-adik tidak lulus UN, maka sia-sia saja perjuangan adiik-adik selama 3 tahun di SMA.

Nah, mari kita berpikiran positif dan anggap saja adik-adik lulus SMA dengan nilai UN yang memuaskan. Biasanya sih sekitar Maret atau April tak lama setelah pelaksanaan UN, pihak kampus akan membuka jalur penerimaan calon mahasiswa baru entah melalui seleksi tertulis (seperti SIMAK UI, SMUP UNPAD, STAN, UM UGM, UM UNDIP, USM ITB, dll) maupun melalui jalur khusus (seperti PBUD, PBAD, PMDK, dll)

Berikut saya akan bagikan soal-soal tes PTN dari tahun-tahun sebelumnya.

Kumpulan Soal SIMAK UI

Kumpulan Soal SMUP UNPAD

Kumpulan Soal STAN
Kumpulan Soal STT Telkom

Kumpulan Soal UM UGM

Kumpulan Soal UM UNDIP

Kumpulan Soal UMB

Kumpulan Soal USM ITB

Coretan Selengkapnya...

Bank Soal (Ebtanas UAN UN) Fisika SMA

Berikut soal-soal UN Fisika, kegemarannya Mbah Albert Einstein.

Cekidot...

Fisika SMA 1986                                     Fisika SMA 1998

Fisika SMA 1987                                     Fisika SMA 1999

Fisika SMA 1988                                     Fisika SMA 2000

Fisika SMA 1989                                     Fisika SMA 2001

Fisika SMA 1990                                     Fisika SMA 2002

Fisika SMA 1991                                     Fisika SMA 2003

Fisika SMA 1992                                     Fisika SMA 2004

Fisika SMA 1993                                     Fisika SMA 2005

Fisika SMA 1994                                     Fisika SMA 2006

Fisika SMA 1995                                     Fisika SMA 2007

Fisika SMA 1996                                     Fisika SMA 2008 kode A

Fisika SMA 1997

Coretan Selengkapnya...