Apa yang terjadi pada daun elektroskop saat didekatkan dengan benda bermuatan negatif?

Elektroskop netral yang didekati oleh benda bermuatan negatif atau benda bermuatan positif telah dipelajari. Selanjutnya elektroskop positif didekati oleh objek atau benda bermuatan negatif.

Perhatikan dua ilustrasi berikut ini. Cermati kapan daun elektroskop akan bermuatan positif, atau negatif atau malah netral. Untuk bagian kepala elektroskop dipastikan positif.

Topik : Listrik Statis - Elektroscope
Level : SMP

Versi 1: Elektroskop menghasilkan kepala positif, daun positif.

Elektroskop yang digunakan bermuatan positif bukan elektroskop netral.

Kondisinya benda yang didekatkan ke elektroskop muatan negatifnya tidak terlalu banyak sementara elektroskopnya cukup kuat positifnya

• Muatan positif elektroskop tersebar merata di kepala dan daun.
• Setelah benda didekatkan ke elektroskop terjadi aliran elektron dari kepala ke daun namun tidak terlalu banyak karena benda tidak cukup kuat kenegatifannya.
• Elektron yang pindah ke daun akan menetralkan sebagian dari muatan-muatan positif yang ada di daun sehingga jumlah muatan positifnya menjadi berkurang.

Catatan: Meski Kepala dan Daun sama-sama positif, namun jumlah positif di kepala lebih banyak dari positif di daun. Jadi tidak digambarkan sama jumlahnya (sehingga option C pada soal di depan tidak dipilih).

Versi 2 : Elektroskop menghasilkan kepala positif, daun negatif.

Masih elektroskop yang sama bedanya pada besar muatan benda yang didekatkan ke elektroskop.

Muatan negatif pada benda cukup besar atau banyak sehingga mampu menolak banyak elektron di kepala pindah ke bagian daun di bawah.

• Karena jumlah elektron yang berpindah melebihi jumlah muatan positif yang ada di daun, akhirnya daunpun akan bermuatan negatif.

Lha skrg,... kalo elektron yang pindah ke daun pas tepat sama banyaknya dengan jumlah muatan positif di daun,.. kan jadi netral daunnya, berarti kepala posiif - daun netral, apa ndhak jadi Versii 3 donk....!?!

Jadi jawaban soal yang ini tadi apa dong?

Soal:

Gambar manakah yang benar untuk sebuah benda bermuatan listrik negatif didekatkan pada elektroskop bermuatan listrik positif?

Kita simpulkan dulu:

"Elektroskop bermuatan positif yang didekati muatan negatif, hasilnya bagian kepala potensialnya LEBIH TINGGI dari bagian kaki,.. eh bagian daun".

Kepala lebih tinggi potensialnya itu kondisinya bisa macam-macam, misalnya:

Kepala + 8, daun − 4.

Kepala + 8, daun +3.

Kepala +8, daun netral.

Jadi untuk yang soal di atas jawabnya adalah B (kepala +4, daun − 4, bagian kepala lebih tinggi potensialnya).

Jika mendapati pilihan jawaban misalnya : kepala +4, daun +2, bisa juga dipilih, karena potensial kepala tetap lebih tinggi dari daun, meskipun sama-sama positif. Lain dengan pilihan C, dimana kepala +4, daun +4, potensialnya sama tingginya.

Listrik Statis – Pengantar

Kata listrik atau elektrik berasal dari bahasa Yunani elektron yang artinya “amber”. Amber adalah damar kayu yang telah mengeras, sejak dahulu diketahui bahwa jika kamu menggosok amber dengan kain maka amber akan menarik dedaunan disekitarnya. Sebuah penggaris atau plastik keras yang digosok dengan kain juga mempunyai efek seperti amber yang dapat menarik potongan-potongan kertas, efek tersebut dinamakan Listrik Statis.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Kapasitor
Hukum Hooke

Efek amber atau efek listrik statis

[Sumber: Halliday- Resnick- Walker, 2005]

Kamu pasti telah balajar dari pelajaran Kimia tentang atom yang merupakan unit terkecil penyusun zat. Atom terdiri dari partikel-partikel penyusunnya yakni, proton, elektron dan neutron. Proton adalah bagian penyusun atom yang bermuatan listrik positif (+). Elektron adalah bagian penyusun atom yang bermuatan listrik negatif (-). Sedangkan neutron tidak bermuatan. Atom dikatakan bermuatan negatif jika kelebihan elektron, juga dikatakan bermuatan positif jika kekurangan elektron. Sedangkan atom dikatakan netral jika jumlah proton sama dengan elektronnya.

Atom dan komponen penyusunnya

[Sumber: www.engineeringarchives.com]

Efek listrik statis dapat terjadi karena adanya perpindahan elektron. Benda menjadi bermuatan karena muatan negatifnya (elektron) dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Jadi menggosok penggaris dengan kain artinya kedua benda saling dimuati (charged) sehingga elektron dari salah satu benda berpindah ke benda lain. Benda yang satu memperoleh sejumlah elektron, sehingga akan bermuatan negatif. Sedangkan, benda satunya lagi kehilangan elektron, sehingga akan bermuatan positif.

Penggaris dimuati listrik (charged) dengan cara digosok

Listrik Statis, Ilustrasi: [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Interaksi Antar Muatan Listrik

Jika dua benda yang bermuatan saling didekatkan maka akan terjadi interaksi antar muatan listrik pada kedua benda. Benda dengan muatan sejenis jika didekatkan akan tolak menolak. Benda dengan muatan tidak sejenis akan tarik menarik.

[Diolah dari: Douglas C. Giancoli, 2005]

Besar gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak bisa kamu tentukan dengan rumus Hukum Coulomb:

Dimana,

= gaya tarik menarik atau tolak menolak (Newton)
= konstanta Coulomb (
= besar muatan 1 (Coulomb)
= besar muatan 2 (Coulomb)
= jarak antar kedua muatan (m)

Elektroskop

Elektroskop merupakan alat untuk mendeteksi muatan listrik. Bentuk keseluruhan elektroskop dapat dilihat pada gambar dibawah. Pendeteksi muatan pada elektroskop terdiri dari kepala (atas) yang terbuat dari metal dan dua daun kaki (bawah) yang biasanya terbuat dari emas. Saat elektroskop masih netral, jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif baik di kepala maupun di daun kaki.

Materi Listrik Statis: Elektroskop: [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Ilustrasi kerja sebuah elektroskop netral yang didekati (di induksi) oleh benda bermuatan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif pada kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop bergerak menjauh ke bawah/ daun-daun kaki. Karena sekarang daun kaki bermuatan negatif akibat kelebihan elektron, maka kedua daun kaki pada elektroskop akan terbuka ke kiri dan ke kanan. Semakin besar muatannya, semakin jauh jarak antar kedua daun kaki elektroskop.

Yuk belajar materi ini juga:
Paragraf
Adjective Clause
Turunan Trigonometri

Ilustrasi kerja sebuah elektroskop yang kondisi awalnya tidak netral (katakanlah bermuatan negatif) yang didekati oleh benda bermuatan positif dan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Jika suatu benda bermuatan negatif didekatkan, akan ada lebih banyak elektron yang turun menuju daun kaki sehingga kedua daun kaki akan semakin saling menjauh. Jika yang didekatkan adalah benda bermuatan positif, maka elektron akan tertarik dari daun kaki menuju kepala elektroskop mengakibatkan muatan negatif pada daun kaki berkurang sehingga jarak antar kedua daun makin merapat.

Contoh Soal Listrik Statis

Dua buah benda bermuatan listrik sejenis, tolak menolak dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/4 kali semula, maka gaya tolak menolak antara kedua muatan tersebut menjadi ….

(A) 1/16 F (B) 1/4 F (C) 4 F (D) 8 F

(E) 16 F

SOLUSI:

Diketahui:

Dengan membandingkan kondisi benda diawal dengan kondisi benda diakhir menggunakan rumus Hukum Coulomb bisa kamu dapatkan jawabannya.

Jadi, gaya tolak menolak kedua benda sebesar 16 N .

Jawaban: E

Judul Artikel: Listrik Statis Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FTUI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Gerak Melingkar Beraturan
2. Rangkaian Listrik
3. Gelombang Bunyi