LISTRIK STATIS -MATERI FISIKA UNTUK SMK KELAS XII ( 12 )

LISTRIK STATIS

Suatu benda mengandung listrik stastis, muatan-muatan listriknya dalam keadaan diam (tidak bergerak). Dalam listrik statis tidak terdapat arus listrik karena tidak terjadi muatan listrik.

A.      GAYA LISTRIK

Ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negative. Jika dua benda bermuatan listrik yang sejenis, misalnya positif (+) dengan positif (+) atau negative (-) dengan negative (-) maka benda tersebut akan saling tolak menolak. Jika dua benda bermuatan tidak sejenis, yaitu positif (+) dengan negative (-) maka kedua benda tersebut akan saling tarik menarik.

Peristiwa tolak menolak atau tarik menarik benda disebut interaksi elektrostatik atau interaksi muatan-muatan listrik diam (tidak mengalir).

Hukum Coulomb

Besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak yang terjadi di rumuskan dalam hukum Coulomb yang dinyatakan oleh Charles Augustin de Coumlomb (1786) sebagai berikut :

      “Gaya antara dua muatan listrik sebanding dengan besar masing-masing muatan, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara ke dua muatan itu”

Hukum tersebut dinyatakan dengan persamaan:

Untuk lebih jelas, silahkan simak video berikut ini, mengenai listrik statis, muatan listrik dan hukum coulomb. Tayangan video pembelajaran berikut disertai contoh soal dan pembahasannya:

B.       MEDAN LISTRIK

Medan listrik adalah daerah atau ruang di sekitar muatan listrik yang masih dipengaruhi Gaya Coulomb (gaya listrik).

Medan listrik digambarkan dengan garis gaya listrik yang arahnya keluar (menjauhi) untuk muatan positif dan masuk (mendekati) untuk muatan negative.

jadi besar gaya listrik dapat juga ditulis:

Jika suatu titik daerah atau ruang dipengaruhi oleh beberapa medan listrik, maka kuat medan listrik di daerah titik tersebut adalah jumlah dari kuat medan listrik yang di hasilkan oleh tiap muatan smber pada titik tersebut.

 

C.  HUKUM GAUS

Hukum gaus menjelaskan hubungan fluks listrik (jumlah garis medan yang menembus suatu permuakaan tertutup) dengan jumlah muatan listrik yang dilimgkungi oleh permukaan tertutup itu. Hukum ini digunakan untuk menentukan kuat medan listrik pada bola konduktor dan pada keping sejajar.

Fluks listrik ( ɸ ) adalah sejumlah garis medan ( E ) yang menembus tegak lurus suaru bidang (A).

Dinyatakan secara matematis:

Jika medan listrik menembus bidang tidak tegak lurus, tetapi ,membentuk sudut θ terhadap bidang, maka besarnya fluks listrik menjadi :

berdasarkan konsep fluks listrik tersebut, Gauss mengemukakan hukumnya sebagai berikut:

“jumlah garis gaya dari suatu medan listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu”

Secara matematis, hukum Gauss dinyatakan dengan rumus:

D.      POTENSIAL LISTRIK DAN ENERGI POTENSIAL LISTRIK

1.      Potensial listrik oleh muatan titik

Sebuah titik yang terletak di dalam medan listrik akan memiliki potensial listrik. Potensial listrik yang dimiliki  titik tersebut besarnya adalah:

Potensial listrik merupakan besaran scalar, apabila terdapat beberapa muatan titik, maka potensial litrik pada sebuah titik merupakan jumlah aljabar potensialnya terhadap muatan-muatan. Besarnya potensial di P :

2.      Potensial Listrik Oleh Bola Konduktor Bermuatan

Potensial di dalam bola konduktor di tiap titik adalah sama , bidang yang mempunyai potensial listrik yang sama disebut bidang eqipotensial.

3.      Potensial Listrik Pada Dua Keping Sejajar

4.      Bidang Ekipotensial

Bidang ekipotensial adalah bidang dimana setiap titik pada bidang itu mempunyai potensial yang sama. Sebuah muatan titik akan mempunyai bidang ekipotensial berupa sebuah kulit bola. Bidang ini selalu tegak lurus pada garis gaya listrik. Tiap muatan listrik yang di gerakkan pada bidang itu tidak memerlukan usaha.

5.      Energi Potensial Listrik

muatan Q akan memberikan potensial listrik terhadap q sebesar V, akibat potensial listrik tersebut, maka q akan memberikan energy sebesar:

E.       KAPASITOR

Kapasitor atau kondensator adalah peralatan lisrik (komponen) elektronika yang digunakan untuk menyimpan energy listrik dalam waktu yang singkat untuk di bebaskan kembali dengan cepat. Pada dasarnya, kapasitor berupa dua keping atau dua lembaran penghantar yang dipisahkan satu sama lain dengan bahan isolator. Isolator ini sering di sebut bahan dielektrik. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan energy disebut kapasitas atau kapasitansi, yang dinyatakan dalam Farad (F).

Macam- Macam Kapasitor

Berdasarkan bahan dielektrik yang di gunakan , terdapat beberapa macam kapasitor, yaitu kapasitor mika, kapasitor kertas, kapasitor keramik, kapasitor elektrolit, kapasitor udara, dan lain-lain. Selain itu kapasitor di bedakan menjadi dua kategori yaitu, kapasitor terkutub (polar) dan kapasitor tak terkutub ( nonpolar ). Kapasitor polar menghendaki pemasangannya dalam rangkaian listrik tidak boleh dibalik, bagian anodanya (+) harus dihubungkan dengan potensial yang lebih tinggi dan bagian katodanya (-) harus dihubungkan dengan potensial yang lebih rendah  pemasangan terbalik dapat merusak kapasitor tersebut. Contoh kapaistor polar adalah kapasitor elektrolit. Kapasitor nonpolar dapat dihubungkan dengan sumber muatan secara sembarang.

Kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan listrik. Suatu kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan llistrik dinyatakan dengan besaran kapasitas atau kapasistansi, kpasitas kapasitor ( C ) di definisikan sebagai perbandingan antara muatan q yang tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial antara ke dua konduktornya.

Energy dalam kapasitor merupakan energy potensial yang tersimpan di dalam medan listrik kapasitor ;

Energy dalam kapasitor merupakan energy potensial yang tersimpan di dalam medan listrik kapasitor ;

E_P        = energy kapasitor (J)

Q         = muatan listrik kapasitor ( C )

V         = beda potensial antara dua keping ( v)

C         = besar kapasitas kapasitor ( F )

Beberapa kapasitor dapat dihubungkan secara seri, paralel dan kombinasi keduanya.

PERCOBAAN SEDERHANA BUNYI (MEMBUAT TELEPON SEDRHANA) - BUNYI DAPAT MERAMBAT MEMALUI MEDIUM ZAT PADAT

Bunyi atau suara adalah pemampatan mekanis atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

Kebanyakan suara adalah gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang harmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getar osilasiatau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan tekanan suara desibel (dB).

Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia berkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.

Berikut cara membuktikan bawah bunyi merambat memalu medium zat padat:

Membuat Telepon Sederhana

Bahan:

Kertas karton

Bungkus nasi

Solasi/perekat

Gunting

Peper clip

Tali kasur/kenur

Gunting

Langkah-langkah:

Pertama gunting karton dan bentuk menjadi dua bagian tabung dengan diameter 5 cm dan tinggi 10 cm

Setelah di bentuk menjadi tabung, maka tempelken salah satu bagian ujung dengan kertas nasi kemudian rekatkan dengan solasi

Lubangi bagian tengah tabung dan ikatkan tali, agar tidak mudah putus di dalam bagian tabung tali di ikatkan dengan paper clip.

Maka telepon sederhana bisa di gunakan.

Kesimpulan:

Bunyi dapat merambat melalui medium tali, sehingga bunyi yang di bisikkan teman dapat terdengar jelas.

PENYEBAB PENCEMARAN AIR - DAMPAK NEGATIF DAN CARA MENANGGULANGINYA

Salah satu dampak negtif dari berkembangnya populasi manusia adalah rusaknya lingkungan. Contohnya sulitnya untuk mendapatkan air bersih, sehingga terjadinya pencemaran air karena akitivitas manusia.

Beberapa kegiatan manusia yang mengaikbatkan pencemaran air adalah:

Limbah pabrik yang di buang ke sungai

Sisa / sampah rumah tangga yang terbuang ke sungai

Tumpahnya tambang minyak di laut

Penggunaan bahan peledak untuk menangkap ikan

Bahan logam berat

Pencemaran tersebut bisa menyebabkan biota/ makhluk hidup yang di dalamnya mati , karena kadar air yang beracun dan kurang mengandung oksigen.

Untuk memahami pencemaran air maka di lakukan percobaan sebagai berikut:

Bahan-bahan:

Air putih (ph netral)

Detergen

Minyak tanah

Air cuka

Air hangat

5 buah botol aqua

5 ekor ikan

Langkah-langkah:

Masukan air berpH netral pada gelas 1 dan masukan ikan A, kemudian masukan air dan campur dengan air panas agar suhunya menjadi hangat kemudian masukan ikan B, langkah ketiga campurkan air dalam keadaan suhu  normal dan campurkan dengan minyak tanah lalu masukan ikan C, ke empat campurkan air dalam keadaan suhu normal dengan detergen dan masukan ikan D, terakhir campurkan air dengan beberapa tetes cuka dan masukan ikan E. amati ikan dalam setiap wadah dalam waktu 3 menit dan apa yang terjadi? Bagaimana ikan bernafas?

Dan hasilnya adalah:

Ikan A

Insang terbuka normal dan tetap hidup

Ikan B

Insang tebuka agak lambat namun tetap hidup

Ikan C

Ikan lambat dalam bernafas dan terlihat lemas dan masih hidup

Ikan D

Ikan lambat dalam bernafas dan insang mengeluarkan darah kemudian mati

Ikan E

Warna ikan memudar, bernasa semankin pelan posisi keadaan miring lalu mati.

Ternyata pengaruh pH air (netral, asam (cuka) dan basa (detergen)) juga mempengaruhi pernafasan dan kelangsungan hidup ikan, selain itu juga air yang suhu agak panas ( merupakan dampak dari rusaknya lingkungan akibat pemanasan global) mempengaruhi kualitas kehidupan ikan. Dan air yang terkena pencemaran minyak menyebabkan kematian pada ikan karena kekurangan oksigen, keracunan karbon dioksida, dan keracunan langsung oleh bahan berbahaya.

Nah maka dari percobaan di atas dapat di simpulkan bahwa pencemaran air dapat merusak ekosistem yang hidup di dalamnya, dan mengancam keselamatan hewan yang hidup di dalamnya bahkan dapat menimbulkan kematian. Nah bagaimana jika ini terus di biarkan? Apa yang akan terjadi dengan kelangsungan hewan yang hidup di dalamnya dan berpengaruh terhadap kehidupan manusia? Jika ini dibiarkan maka akan menimbulakn kematian yang besar-besaran. Karena seluruh makhluk hidup tentunya membutuhkan air untuk kelangsungan hidupnya.

Maka yang harus kita lalukan adalah:

Gunakan air dengan bijaksana. Kurangi penggunaan air untuk kegiatan yang kurang berguna dan gunakan dalam jumlah yang tepat.

Kurangi penggunaan detergen. Sebisa mungkin pilihlah detergen yang ramah lingkungan dan dapat terurai di alam secara cepat.

Kurangi konsumsi obat-obatan kimia berbahaya. Obat-obatan kimia yang berbahaya seperti pestisida, dan obat nyamuk cair merupakan salah satu penyebab rusaknya ekosistem air

Tidak menggunakan sungai untuk mencuci mobil, truk, dan sepeda motor.

Tidak menggunakan sungai untuk wahana memandikan hewan ternak dan sebagai tempat kakus.

Jangan membuang sampah rumah tangga di sungai/danau. Kelola sampah rumah tangga dengan baik dan usahakan menanam pohon di pinggiran sungai/danau.

Sadar akan kelangsungan ketersediaan air dengan tidak merusak atau mengeksploitasi sumber mata air agar tidak tercemar. 

Mengoptimalkan pelaksanaan rehabilitasi lahan kritis yang bertujuan untuk meningkatkan konservasi air bawah tanah

Menanggulangi kerusakan lahan bekas pembuangan limbah B3.

ALFRED RUSSEL WALLACE - AHLI BIOLOGI (BINTANG IPA)

Alfred Russel Wallace (1823-1913) adalah seorang ahli biologi berkebangsaan Inggris. Dari tahun 1854 sampai 1862, Wallace melakukan perjalanan ke kepulauan Malaya atau India timur (sekarang Malaysia dan Indonesia) untuk mempelajari flora dan fauna yang ada di kepulauan tersebut.

Fauna yang berada di sebelah barat kepulauan memiliki ciri yang mirip dengan fauna Asia. Sedangkan fauna disebelah timur mirip dengan fauna Australia. Berdasarkan perbedaan tersebut  Wallace membagi daerah penyebaran fauna yang ada di kepulauan tersebut. Pembagian daerah penyebaran fauna ini sekarang disebut garis Wallace.

CAMILLO GOLGI - PENEMU ORGANEL BERMEMBRAN (BINTANG IPA)

Camillo Golgi dilahirkan di Corteno, provinsi Brescia , Italia. Golgi belajar kedokteran di Universitas Pavia dan lulus pada tahun 1865. Setelah lulus kuliah, Golgi aktif meneliti sitem saraf pusat. Dengan menggunakan teknik isolasi dan pewarnaan jaringan. Golgi menemukan sebuah organel bermembran yang dapat menyekresikan bahan-bahan organic. Organel tersebut kemudian diberi nama badan Golgi. Selain itu, Golgi juga menemukan bagian ginjal yang berfungsi untuk memfiltrasi darah menjadi urin primer. Bagian ini dinamakan glomerolus.

CAROLUS LINNAEUS - AHLI BOTANI (BINTANG IPA)

Carolus Linnaeus (1707-1778) adalah seorang ahli botani berkebangsaan Swedia. Ia berhasil membuat system klasifiasi tumbuhan dengan memperhatikan susunan bunga, jumlah benang sari, dan putik yang berbeda antara tumbuhan yang satu dengan tumbuhan yang lain. Selain itu, Linnaeus menciptakan susunan tata nama ilmiah untuk tumbuhan dengan dua kata. Kata depan menunjukan jumlah genus dan kata belakang menunjukan nama spesies. System klasifikasi dan tata nama yang dibuatnya tetap dipakai oleh para ilmuwan sampai sekarang.

ANTONIE VAN LEEUWENHOEK - PENEMU MIKROSKOP BERLENSA TUNGGAL (BINTANG IPA)

Antonie van Leeuwenhoek adalah warga negara Belanda, penemu mikroskop berlensa tunggal berfokus pendek yang lebih kuat daripada lensa majemuk buatan Zacharias Janssen. Leeuwenhoek dilahirkan pada tanggal 24 Oktober 1632 di Delft, Belanda. Pada umur 20 tahun . Leeuwenhoek bekerja sebagai pedagang kain dan pakaian. Pada umur 28 tahun, Leeuwenhoek sudah menjadi pedagang besar dan kaya sehingga waktunya dapat digunakan untuk hobinya, yaitu merancang lensa. Pada waktu itu, memang sudah ada mikroskop yang terdiri dari dua lensa atau lebih. Akan tetapi mikroskop ini mahal dan kurang kuat ( kurang mampu membesarkan objek) . Leeuwenhoek dengan tekun dan cermat berhasil membuat mikroskop yang lebih sederhana, lebih murah dan lebih baik mutunya. Mikroskop ini hanya terdiri dari satu lensa berfokus pendek dan kuat, serta mampu membesarkan objek 50 sampai 300 kali. Leeuwenhoek meninggal pada tanggal 26 Agustus 1723 ketika berusia 90 tahun di Delft.

JABIR IBNU HAYYAN - AHLI KIMIA (BINTANG IPA)

Jabir Ibnu Hayyan adalah salah satu dari sekian banyak ilmuwan terkenal yang berasal dari Arab. Ia tercatat sebagai orang yang pertama kali memperkenalkan proses distilasi dan kristalisasi, yang hingga sekarang masih digunakan. Melalui proses distilasi garam natrium klorida (NaCl) dengan asam sulfat ia berhasil membuat asalm klorida (HCl). Ia juga behasil membuat asam nitrat melalui distilasi garam natrium nitrat (NaNO₃) dengan asam sulfat. Selain itu, ia juga tercatat sebagai orang yang pertama kali menemukan asam sitrat, asam asetat dan asam tartrat.

JONS JAKOB BERZELIUS - AHLI KIMIA (BINTANG IPA)

Jons Jakob Berzelius adalah seorang ahli kimia yang berasal dari Swedia. Ia membuat dan menyusun lambang-lambang unsur modern dalam rangka untuk meringkaskan penulisan unsur-unsur tersebut. Selain itu, ia juga dikenal atas keberhasilannya menemukan dan mengenali beberapa unsur yang terdapat di alam. Unsur-unsur yang berhasil  ditemukan oleh Berzelius adalah unsur silicon (Si) unsur selenium (Se), unsur torium (Th) dan unsur serium (Ce). Ia dianggap sebagai Bapak Kimia Modern atas jasa-jasanya dalam mengembangkan ilmu kimia.

ANTOINE LAURENT LAVOISIER - AHLI KIMIA (BINTANG IPA)

Antoine Laurent Lavoisier (1734 – 1794) merupakan tokoh terkemuka di bidang pengembangan ilmu kimia yang berasal dari Prancis. Pada saat kelahirannya di Paris tahun 1743, ilmu pengetahuan kimia tertinggal jauh dibandingkan dengan ilmu fisika, matematika dan astronomi. Akan tetapi berkat kegigihan dan ketekunannya untuk mengembangkan ilmu kimia , ia berhasil menyusun sebuah buku tentang pokok – pokok dasar kimia. Buku ini di anggap sebagai buku teks kimia modern petama. Di dalam buku ini, ia juga mengemukakan tentang hukum kekelan massa. Dengan adanya buku ini, maka dapat membuka jalan bagi generasi muda pada saat ini untuk dapat lebih memahami serta mengembangkan ilmu kimia.

JOHN GORRIE - PENEMU PROSES PENDINGINAN (BINTANG IPA)

John Gorrie (1803 – 1855) adalah seorang dokter warga negara Amerika Serikat, penemu proses pendinginan, pada tahun 1842 ia menciptakan mesin untuk membuat es dan mesin penyejuk udara. Tetapi ia baru mendapat hak patennya Sembilan tahun kemudian ( 1851 ). Gorrie lahir di Charleston, Carolina Selatan, pada tanggal 3 Oktober 1803 dan meninggal di Apalachicola, Florida pada tanggal 16 Juni 1855. Ketika berpraktek sebagai dokter , ia sering mendapati ruangan rumah sakit yang bersuhu panas. Oleh karena itu, maka ia membuat mesin es. Mesin Gorrie dipakai di rumah sakit Apalachicola, Florida. Itulah rumah sakit pertama di dunia yang menggunakan penyejuk udara ( air conditioning )

JOSEPH LOUIS GAY LUSSAC - AHLI KIMIA DAN FISIKA (BINTANG IPA)

Joseph Louis Gay Lussac adalah ahli kimia dan fisika Prancis, penemu hukum Gay – Lussac, penemu cyanogens, hydrometer, alcoholmeter, perintis penyelidikan sifat-sifat gas, dan teknik analis kimia. Ia salah seorang pendiri meterologi karena berhasil menerbangkan balon cuaca yang pertama di dunia.

Yang pertama-tama diselidiki Gay – Lussac adalah pemuaian gas yang dipanasi. Pada tahun 1802, ia mengulangi percobaan Alexandre Cesar Charles. Ia menemukan bahwa jika gas di panasi tapi tekanannya tetap, volumenya bertambah besar sebanding dengan suhu mutlak. Jika suhunya dinaikan dua kali lipat, volumenya juga bertambah besar dua kali lipat.

LORD WILLIAM THOMSON KELVIN - AHLI FISIKA (BINTANG IPA)

Lord William Thomson Kelvin (1824 – 1907) adalah seorang ahli fisika dari Inggris. Ia lahir dari Belfast, Irlandia, pada tanggal 26 Juni 1824. Pada tahun 1848 , Kelvin mengemukakan  skala suhu mutlak, sebuah benda yang bersuhu nol derajat pada skala Kelvin harus benar-benar dingin sehingga tidak dapat memancarkan panas. Suhu ini disebut suhu nol mutlak. Nol pada skala Kelvin sama dengan -459,72^oF atau -273,16^oC. Kelvin wafat pada tahun 1907.

KLASIFIKASI ILMIAH CIPLUK DAN MANFAATNYA BAGI KESEHATAN

Klasifikasi Ilmiah
Kingdom: Plantae (Tumbuhan)
Subkingdom: Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)
Super Divisi: Spermatophyta (Menghasilkan biji)
Divisi: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)
Kelas: Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)
Sub Kelas: Asteridae
Ordo: Solanales
Famili: Solanaceae (suku terung-terungan)
Genus: Physalis
Spesies: Physalis angulata L.

Ceplukan atau ciplukan adalah nama sejenis buah kecil, yang ketika masak tertutup oleh perbesaran kelopak bunga. Buah ini juga dikenal dengan pelbagai nama daerah seperti cecenet atau cecendet (Sd.), nyurnyuran (Md.), dan kopok-kopokan.

Manfaat Ciplukan Bagi Kesehatan;

Dapat Mengobati Flu

Obat Radang Tenggorokan

Mengobati Pertusis

Mengobati Gondongan

Obat Untuk Bisulan

Mempercepat Pengeringan Borok