LISTRIK STATIS
1. Tujuan
Menentukan
jumlah elektron yang berpindah saat interaksi dua benda bermuatan
2. Dasar Teori
Dalam ilmu Fisika, kelistrikan dibagi menjadi dua
bagian, yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Listrik statis mempelajari
muatan listrik dalam keadaan diam. Benda-benda yang kita kenal di sekeliling
kita pada umumnya yaitu benda bermuatan netral. Ini berarti jumlah muatan
positif dan negatif di dalamnya sama. Karena setiap benda terdiri dari atom, maka
dengan demikian jumlah muatan elektron akan sama dengan inti atom yang
bermuatan positif. Menurut Rutherford, atom pembentuk benda tersusun dari
sejumlah proton bermuatan positif yang terkonsentrasi di inti dan sejumlah
elektron bermuatan negatif menempati sejumlah kulit lintasan yang mengelilingi
inti. Benda netral adalah benda yang pada setiap atomnya, jumlah proton sama
dengan jumlah elektron.
Model struktur atom
Rutherford
Pada saat suatu benda berinteraksi dengan benda yang
lain maka hanya elektron-elektron yang
yang berada pada posisi terluar yang terlibat dalam interaksi tersebut.
Jika elektron terluar lepas, maka jumlah proton (bermuatan positif) lebih besar
dari jumlah elektron sehingga atom menjadi bermuatan positif. Bisa dikatakan
juga, benda menjadi bermuatan positif. Sebaliknya, apabila ada elektron yang
masuk menempati kulit lintasan, maka jumlah elektron lebih banyak dari jumlah
proton, akibatnya atom bermuatan negatif. Bisa dikatakan juga, benda menjadi
bermuatan negatif. Adanya perpindahan muatan (elektron) dari benda satu ke
benda yang lain merupakan implikasi dari hukum kekekalan muatan, artinya pada
saat terjadi interaksi antara dua benda, tidak menciptakan muatan listrik baru
namun prosesnya merupakan perpindahan muatan dari satu benda ke benda yang
lain.
Elektron disebut sebagai satuan dasar muatan
listrik, karena elektron yang menentukan muatan pada benda tersebut. Muatan yang
berpindah selalu n buah elektron atau nilainya kelipatan bilangan bulat dari
satuan dasar muatan (elektron) yang disebut kuantisasi muatan listrik.
3. Prosedur Eksperimen
a. Menyiapkan
alat dan bahan.
b. Menyusun
alat dan bahan seperti pada gambar di bawah ini.
c. Memotong
kertas mika menjadi ukuran 30cm x 3 cm sebanyak dua buah.
d. Menimbang
masing-masing lembar kertas mika yang sudah dipotong menggunakan neraca Ohauss.
e. Mengikat
ujung kedua mika dengan tali nilon lalu menggantungkannya pada statif.
f. Memasang
penggaris di ujung bawah kedua mika yang digantung.
g. Menggosok
kedua mika (bagian dalam) menggunakan kain sutera sebanyak 1 kali.
h. Mengamati
besarnya simpangan kedua mika dengan melihat selisih ujung kedua mika pada
mistar.
i.
Menetralkan muatan kedua mika dengan
cara didiamkan beberapa saat sampai posisi kedua mika berada pada keadaan
seimbang.
j.
Mengulangi langkah g sampai i sebanyak 3 kali.
k. Mencatat
hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
4. Alat dan Bahan
No
|
Nama alat dan bahan
|
Jumlah
|
Spesifikasi
|
1
|
Dasar statif
|
1
|
|
2
|
Kaki statif
|
1
|
|
3
|
Batang statif pendek
|
1
|
|
4
|
Batang statif panjang
|
1
|
|
5
|
Klem universal
|
2
|
|
6
|
Tali nilon
|
Secukupnya
|
|
7
|
Kain sutera
|
1
|
|
8
|
Mistar
|
1
|
Panjang
50 cm
|
9
|
Kertas mika
|
1
lembar
|
Berwarna
|
10
|
Neraca Ohauss
|
1
|
5. Data Eksperimen
Massa
satu lembar kertas mika = 1,34 gram
l
(panjang kertas mika) = 30 cm
g
= 9,8 m/s2
e
= 1,602 x 10-19 C
No
|
|||
1
|
34,4
|
30,4
|
4
|
2
|
30,8
|
35,3
|
4,5
|
3
|
35
|
31,5
|
4,5
|
Pengolahan Data
6. Analisis Kesimpulan
Pada percobaan
tersebut, ketika kedua mika digosok dengan kain sutra yang sama, ada interaksi
antara mika dengan kain sutra. Diantara kedua benda tersebut, terjadi perpindahan
elektron yang menyebabkan mika menjadi bermuatan. Kedua mika diperlakukan sama,
sehingga kedua mika memiliki jenis dan besar muatan yang sama.
Karena kedua
mika tersebut bermuatan dan jenis muatan yang dimilikinya sama, kedua mika
mengalami gaya coulomb dan bergerak saling tolak-menolak. Jika besar muatan
kedua mika sama, maka besar gaya coulomb yang dialami akan memiliki besar yang
sama. Gaya coulomb tersebut menyebabkan kedua mika terpisah pada jarak
tertentu.
Dengan
mengetahui jarak antara mika tersebut, maka gaya coulomb yang dialami oleh
kedua mika dapat diketahui, sehingga besar muatan mika juga dapat diketahui.
Apabila besar muatan mika diketahui, banyak elektron yang berpindah akan
diketahui pula.
Pada percobaan
yang telah dilakukan (secara berulang), diperoleh banyaknya elektron yang
berpindah antara salah satu mika dengan kain sutra pada percobaan tersebut
adalah 9,46 x 1010 elektron.
7. Referensi
Tipler, P.A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 2. Jakarta: Erlangga
No comments:
Post a Comment