resume listrik dan muatanya,hukum columb

2012
02.24

Judul                     :

1.listrik dan muatannya

2.Hukum Column

Sumber                :

  • Wikipedia.com
  • bab1-muatan_listrik_dan_hukum_coloumb

 

Penjelasan/isi    :

1.MUATAN LISTRIK DAN MUATANNYA
Muatan listrik, adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda. Satuannya adalah coulumb, yang merupakan 6.24 x 1018 muatan dasar.muatan listrik merupakan sifat dasar yang dimiliki oleh benda baik itu berupa proton (muatan positif)  maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif,begitu pula sebaliknya. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron, oleh karena itu muatan atom merupakan kelipatan dari satuan muatan listrik dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya.

Benda bermuatan listrik ialah benda yang mempunyai kelebihan sejumlah elektron atau proton. Benda yang kelebihan sejumlah elektron akan bermuatan negatif dan yang kelebihan sejumlah proton dikatakan bermuatan positif. Sekelompok partikel bermuatan,misalnya atom-atom, atau elektron-elektron, selalu menempati suatu volume tertentu.  Jika ukuran volume yangditempati partikel-partikel      bermuatan tersebut sedemikian kecilnya dibandingkan dengan jarak-jarak lain dalam persoalan yang dibicarakan, maka partikel bermuatan tersebut dikatakan muatan titik. 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 :

 

Disini “e” adalah muatan untuk satu elektron dan Coulomb (C) adalah satuan muatan listrik. Contohnya, “Q=0,5 C” berarti “kuantitas muatan listrik adalah 0,5 coulomb”.

 

 

2.Hukum Coulomb

dilambangkan dengan C, adalah satuan SI untuk muatan listrik, dan didefinisikan dalam ampere 1 coulomb adalah banyaknya muatan listrik yang dibawa oleh arus sebesar 1 ampere mengalir selama 1 detik. 1 coulomb adalah 6.24×1018 kali muatan elektron. Gambar1-1menunjukkan dua  muatan titik QI dan Q2 terpisah pada jarak r dengan QI terletak dipusat salib sumbu XYZ. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya elektrostatika pada muatan Q2 akibat muatan QI

adalah:
degan besarannya 

Disini  adalah vector perpindahan dari QI ke Q2 sehingga gaya elektrostatika pada muatan QI akibat muatan Q2 adalah

 

Dari percobaan diperoleh bahwa:

 

Dengan cara matematika konstanto E 0 yang disebut permitivitas rnanghampa didefinisikan sebagai:

Jika QI dan Q~ berada dalam medium dielektrika isotropic misalnya minyak,maka Eo dalam. (1-1) harns diganu dengan E=KEo dan K disini adalah konstanta dielektrika.

Alat Uji GayaCoulomb(Neraca Puntir)

Misalnya QI,Q2,Q3,……Qn pada posisi tetap dalam suatu susunan salib sumbu.Maka gaya pada muatan QI akibat muatan-muatan lainnya adalah:

Disini  adalah gaya elektro statika pada muatan QI akibat muatan Q2′ dan seterusnya

Seorang  fisikawan  Perancis  Charles  Coulomb  (1736  –  1806)  menyelidiki  adanya  gaya  listrik  pada tahun  1780-an  dengan  menggunakan  pengimbang  torsi.  Walaupun  peralatan  yang  khusus  yang mengukur  muatan  listrik  tidak  ada  pada  masa  Coulomb,  ia  menyiapkan  bola-bola  kecil  dengan muatan yang berbeda dan rasio kedua muatan diketahui. Hasil eksperimennya menyimpulkan bahwa:

 

1.  Gaya interaksi antara dua muatan se-banding  dengan hasil kali dua muatan.

2.  Gaya  interaksi  antara  dua  muatan  berbanding  terbalik  dengan  kuadrat  jarak  antara  ke  dua muatan ( Gambar 8 )


Secara matematis hasil pengamatan secara eksperimen dapat dinyatakan dengan persamaan :

 

dengan k adalah konstanta pembanding yang besarnya  (8,988 x 10 9 ) N.m 2 /C 2  (biasanya dibulatkan menjadi 9 x 10 9  N.m 2 /C 2  ).

Gaya F pada hukum  Coulomb  menyatakan  besar gaya listrik yang diberikan  masing-masing benda bermuatan kepada yang lainnya, dan hukum ini hanya berlaku untuk muatan yang diam.  Arah gaya listrik  selalu  sepanjang  garis  yang  menghubungkan  ke  dua  benda  tersebut.  Jika  ke  dua  benda muatannya sejenis, maka gaya pada masing-masing benda berarah menjauhi muatan (tolak-menolak). Sebaliknya  jika  ke  dua  benda  muatannya  tidak  sejenis,  maka  gaya  pada  masing-masing  benda mempunyai arah menuju benda yang lain (tarik-menarik), seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 9.

Gambar 9. Arah gaya tergantung jenis muatan (a) sejenis  (b) tidak sejenis

Konstanta  k  seringkali  ditulis  dalam  bentuk  besaran  yang  berhubungan  dengan  sifat  kelis-trikan  ε o  yang  disebut  dengan  permitivitas  ruang  hampa.  Konstanta  ini  dihubungkan  dengan  k=1/4πε o . dengan demikian hukum Coulomb dapat dituliskan

              dengan    

“ Gaya  listrik,  seperti  gaya-gaya  yang  lain  adalah  besaran  vektor.  Suatu  besaran  vektor  mempunyai besar  dan  arah.  Akan  tetapi  hukum  Coulomb  yang  dituliskan  dalam  persamaan  di  atas  hanya  akan memberikan   besarnya   gaya.   Untuk   menentukan   arah,   perlu   menggam-bar   diagram   dan menginterpretasikan  hubungan  dengan  muatan  secara  hati-hati.  Ketika  menghitung  dengan  hukum Coulomb, kita biasanya mengabaikan tanda muatan-muatan dan menentukan arah berdasarkan pada apakah gaya tersebut tarik-menarik atau tolak-menolak.”

“Elektroskop adalah alat untuk mengetahui apakah suatu benda bermuatan listrik atau tidak.”

 

Contoh Penyelesaian soal.

1.      Berapa besar gaya elektro statika pada elektron atom hidrogen yang diakibatkan oleh proton tunggal intinya,  jika orbit elektron terhadap intinya Rata-Rata berjarak

 

Jawab:

disini

Arah gaya pada elektron adalah menuju proton, karena muatan-muatan tersebut memiliki tanda yang berlawanan, sehingga gaya bersifat-tarik menarik.

2 Responses to “resume listrik dan muatanya,hukum columb”

  1. fikrul says:

    penjelasan, sumber, isi, dan judul oke..

Your Reply

*