(gaya listrik & medan listrik) LISTRIK STATIK (gaya listrik & medan listrik)

Tinjauan Mikroskopik Muatan 3 +e Proton & 3 –e elektron adalah pembentuk atom netral Menghilangkan satu elektron menyebabkan terbentuknya ion bermuatan +e Penambahan satu elektron menghasilkan ion bermuatan -e

Sifat Muatan Listrik : Benjamin Franklin muatan listrik ada dua (negatif dan positif) Muatan sejenis tolak menolak, tidak sejenis tarik menarik Dalam sistem terisolasi muatan kekal Robert Milikan : muatan terkuantisasi

Satuan Muatan Oleh karena muatan adalah sifat fundamental materi, maka diperlukan satuan. Satuan alamiah muatan adalah e (muatan elektron) Satuan SI adalah Coulomb (C) |e| = 1.60219 x 10-19 C i.e. 1C = 6.2 x 1018 |e|

Metoda Pemberian Muatan Gesekan e.g. mengesek balon dengan kain wool Konduksi e.g. sentuhan pada elektroskop Induksi e.g. balon ditempelkan pada dinding

Proses Gesekan Untuk Bahan Isolator dengan cara menggosokan 2 buah bahan isolator +

Pada Insulator

Induksi Balon pada dinding Dinding adalah netral dan sebagai insulator Dinding tetap netral tetapi permukaan memiliki sedikit sisa muatan yang cukup untuk mengikat balon Muatan +ve bergerak menuju depan balon Muatan -ve bergerak menjauhi balon

Induksi Pada bola konduktor

Proses Konduksi Untuk bahan konduktor Dua buah bahan konduktor disentuhkan, dimana salah satunya memiliki muatan bebas

Hukum Coulomb Charles Coulomb mengukur besarnya gaya interaksi antar muatan listrik Interaksi gravitasi dua benda diabaikan

Interaksi antar Muatan Listriksil Pengukuran Gaya Listrik Statik : Berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya Sebanding dengan muatan kedua benda, q1 dan q2 Tarik menarik atau tolak menolak Gayanya adalah konservatif

ke = 8.987 5 x 109 Nm2/C2 = 1/ 4o o= 8.8542x 10-12 C2/N m2 Gaya pada muatan q2 oleh q1 Vektor r berarah dari q1 ke q2 F12 =- F21

Contoh 1 : Tiga buah muatan terletak pada sumbu x. Muatan pertama berada pada x=2 m sebesar 15 C, muatan kedua berada di pusat koordinat sebesar 6 C, muatan ketiga ditempatkan diantara kedua muatan tadi sehingga resultan gayanya nol Tentukan posisi muatan ketiga Tentukan besar muatan ketiga

Contoh 2 : Dua buah bola kecil identik masing2 mempunyai massa 0,03 kg digantung pada dengan tali yg sama panjang sepanjang 0.15m. Karena kedua bola bermuatan sama, maka keduanya saling menolak sehingga masing2 tali membentuk sudut 5o terhadap vertikal. Tentukan besar muatan pada masing2 bola !

Medan Listrik Definisi : ruang dimana bila terdapat muatan test akan mengalami gaya listrik E = F/qTest E = keq /r2 r

Medan Listrik Medan listrik E didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada partikel uji dibagi dengan muatan partikel tersebut Maka Medan listrik dari satu muatan adalah +Q0 Q

Medan Listrik dari satu muatan +Q0 +Q0 +Q0 +Q0 + Catatan: Medan listrik terdefinisi di semua tempat, meski tidak ada muatan di sana.

Partikel bermuatan dalam medan listrik Penggunaan medan untuk menentukan gaya +Q -Q

Superposisi & Medan Listrik

Medan Listrik oleh distribusi muatan titik / diskrit Q1 Q2

Contoh : medan dari dipol

Medan listrik oleh distribusi kontinu Medan listrik dihitung dengan membagi menjadi muatan kecil q Untuk q mendekati nol : Jumlahkan untuk keseluruhan :

Strategi Menghitung E Kontinue: Yang paling mudah dicari rapat muatannya :  = Q/V dq = V  = Q/A dq =  A  = Q/L dq =  L Cari simetris yg tinggi

Medan Listrik dari muatan kontinu :muatan batang R - r dq x y P

Contoh 3 : Sebuah batang bermuatan positif dengan panjang L mempunyai rapat muatan  dan total muatan Q. Tentukan medan listrik dititik P yang berjarak a pada ujung sejajar batang

Contoh 4 : Sebuah cincin mempunyai muatan positif yg terdistribusi uniform dengan muatan total Q. Tentukan medan listrik dititik P yg terletak pada sumbunya yang berjarak x dari pusat cincin

Medan Listrik Medan listrik adalah contoh medan vektor Suatu medan (vektor atau skalar) terdefinisi disemua tempat Suatu medan vektor memiliki arah dan besar Medan listrik memiliki satuan N/C

Representasi dari medan listrik Sebagai gantinya dibuat garis-garis yang arahnya menggambarkan arah medan Pada daerah yang cukup jauh dari muatan kerapatan garis berkurang Semuanya ini dinamakan garis-garis medan listrik

Pembuatan garis-garis medan listrik Garis-garis berawal dari muatan positif Garis-garis berakhir di muatan negatif Jumlah garis yang meninggalkan muatan +ve (atau menuju muatan -ve) sebanding dengan besarnya muatan Garis-garis medan listrik tidak dapat berpotongan

Garis Medan Listrik Dipole

Gerak Partikel Bermuatan dlm E Partikel bermuatan e bergerak dalam E maka akan mengalami :

vxi =vi dan vyi = 0 Setelah didefleksikan dalam E : Lintasan berbentuk parabola

Tabung sinar katoda (CRT) Diaplikasikan untuk display pada osiloskop, TV, Komputer dll