Hai sobat, apakah kamu sedang belajar fisika? Kali ini, kita akan membahas tentang listrik statis yang seringkali menjadi topik yang menarik untuk dipelajari. Mungkin, kamu pernah mendengar tentang listrik statis namun tidak terlalu memahaminya. Yuk, kita simak apa itu listrik statis, mengapa hal ini terjadi, cara memahaminya, serta contoh soal dan pembahasannya.
Listrik Statis
Listrik statis adalah keadaan dimana suatu benda yang memiliki muatan listrik yang tetap serta tidak bergerak. Hal ini terjadi akibat adanya ketidakseimbangan muatan listrik pada suatu benda. Dalam hal ini, muatan elektrostatik tidak menyebar secara merata pada permukaan benda, sehingga timbul muatan listrik statis.
Apa itu Muatan Listrik?
Muatan listrik adalah sifat fisik yang dimiliki oleh suatu benda dan dapat bermuara pada muatan positif ataupun negatif. Pada saat suatu benda memiliki muatan listrik positif, maka benda ini dapat menarik muatan negatif dan sebaliknya. Muatan listrik ini diukur dalam satuan coulomb (C). Jadi, semakin tinggi muatan listrik pada suatu benda, semakin besar pula daya tariknya terhadap benda lain.
Mengapa Terjadi Listrik Statis?
Terjadinya listrik static bisa dipengaruhi oleh beberapa sebab. Salah satunya adalah akibat gesekan pada suatu benda. Ketika dua benda bergesekan, maka akan terjadi transfer muatan listrik dari benda yang bermuatan tinggi ke benda yang bermuatan rendah. Hal ini sering ditemukan pada saat memegang bola atau saat bergumul dengan teman. Selain faktor gesekan, muatan statis juga bisa terjadi akibat faktor listrik pada suatu benda yang membuat baik muatan positif maupun negatif berada pada benda yang sama.
Cara Memahami Listrik Statis dan Contohnya
Kita dapat memahami listrik statis melalui beberapa cara, antara lain:
- Memperhatikan pergerakan elektroskop
- Melakukan variasi pada benda yang bermuatan listrik
- Melakukan eksperimen pada bola voli, balon, atau rambut
Contoh soal fisika listrik statis yang dapat membantu kamu untuk memahami lebih dalam mengenai listrik statis, seperti:
Contoh Soal dan Pembahasan
Soal Nomor 1
Terdapat dua bola kecil yang diletakkan pada jarak yang sama di atas meja. Salah satu bola diberi muatan positif sedangkan yang lainnya diberi muatan negative. Melalui jarak berapa bola-bola tersebut harus dipisahkan sehingga daya tarik keduanya menjadi nol? (diketahui Besar muatan kedua bola sama dengan 6,0 . 10-5 C, ε0 = 8,85 . 10-12 F/m, dan massa bola-bola diabaikan)
Berikut pembahasan soal:
Dalam soal ini, kita diharuskan untuk mencari jarak bola-bola agar daya tariknya menjadi nol. Oleh sebab itu, kita dapat menggunakan persamaan daya elektrostatik:
F = K * Q1 * Q2 / r^2
F = gaya tarik antara bola 1 dan bola 2
K = 9 * 10^9 N * m^2 * C^-2
Q1 = muatan bola 1 (6,0 . 10^-5 C)
Q2 = muatan bola 2 (6,0 . 10^-5 C)
r = jarak kedua bola
ε0 = konstanta dielektrik vakum (8,85 . 10^-12 F/m)
Kita diharuskan untuk mendapatkan jarak kedua bola maka kita dapat menggunakan rumus:
Fg = Fc
mass * gravitasi = K * Q1 * Q2 / r^2
r = akar (K * Q1 * Q2 / mass * gravitasi)
Dalam persamaan ini, gravitasi dianggap sama dengan percepatan gravitasi (9,8 m/s^2)
Selanjutnya kita masukan nilai yang ada kedalam persamaan tersebut menjadi:
r = akar (9 * 10^9 * 6,0 . 10^-5 * 6,0 . 10^-5 / 0,05 * 9,8)
Hasil pemecahan persamaan tersebut adalah 1,3 x 10^-3 m atau 1,3 mm
Dari pembahasan soal di atas, kita dapat memahami cara untuk menentukan jarak bola-bola agar daya tarik keduanya menjadi nol.
Demikianlah pembahasan mengenai listrik statis yang semoga dapat menambah wawasan kamu dalam belajar fisika. Jangan lupa untuk terus mengasah kemampuan kamu melalui contoh soal dan pembahasan seperti di atas.
