Contoh Soal Listrik Statis Materi IPA Fisika dan Jawabannya

Berikut ini adalah beberapa contoh soal listrik statis beserta jawabannya.

Terbit 14 Oct 2022 06:20 WIB,

Waktu baca ±8 menit

Ilustrasi Listrik Statis. foto/Istockphoto

tirto.id - Listrik statis merupakan listrik yang dihasilkan oleh pertautan benda-benda beraliran dan terbentuk tanpa menggunakan elemen pembangkit listrik. Listrik statis memiliki jumlah muatan listrik yang bersifat tetap, dan tidak mengalir seperti listrik dinamis.

Setiap benda memiliki molekul pembentuk berupa atom. Ada tiga unsur pembentuk atom, yakni elektron, proton, dan neutron. Listrik statis timbul ketika muatan elektron sebuah benda berpindah ke benda lainnya.

Listrik statis yang terkandung dalam sebuah benda memiliki tiga jenis muatan, yakni positif, negatif, dan netral. Ketiga jenis ini bergantung pada jumlah unsur pembentuk atom dalam benda tersebut.

Suatu atom disebut netral apabila jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya. Kemudian, atom dianggap bermuatan positif apabila jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektronnya, dan dikatakan bermuatan negatif jika jumlah proton lebih sedikit daripada jumlah elektronnya.

Listrik statis akan ada dalam sebuah benda hingga benda yang teraliri elektron melepas muatan listriknya secara alamiah.

Dilansir dari laman resmi Rumah Belajar Kemendikbud, percobaan listrik statis dapat dilakukan dengan menggosok penggaris ke rambut atau kain wol dan mendekatkannya pada sobekan kertas.

Kertas yang menempel di penggaris dalam percobaan tersebut adalah fenomena yang dihasilkan dari listrik statis yang terjadi. Yang mana, penggaris yang bermuatas listrik menarik kertas yang teraliri listrik statis.

Selain itu, contoh listrik statis yang dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari adalah petir. Petir terjadi ketika ada pergeseran awan yang menghasilkan kumpulan elektron dalam jumlah banyak, kemudian elektron ini jatuh ke bumi.

Suara dan kilatan yang bisa kita dengar dan lihat dapat terjadi ketika muatan listrik dari petir melewati konduktor besar, misalnya seperti tanah.

Begitu pula pada percobaan penggaris yang digosokkan rambut atau kain wol, mulanya tidak ada muatan listrik pada penggaris. Saat digosokkan terjadi perpindahan muatan negatif (elektron), dari rambut ke penggaris. Permukaan penggaris menjadi kelebihan elektron.

Di saat itulah ketika penggaris bermuatan elektron didekatkan pada kertas yang bermuatan positif, muncul reaksi tarik-menarik.

Gaya tarik-menarik ini disebut listrik statis, karena gejala listrik muncul dari muatan listrik yang tidak bergerak. Syarat terjadinya gaya tarik menarik dalam listrik statis yaitu dua benda memiliki jenis muatan listrik berbeda (positif dan negatif).

Pengertian Gaya Columb

Listrik statis dihasilkan dari dua benda yang ditautkan dan karenanya terdapat muatan listrik yang berpindah dari satu benda ke benda lain.

Charles Agustin Coulomb, ilmuwan asal Perancis, menemukan bahwa listrik statis yang dihasilkan dari pertautan dua benda ini memiliki dua kemungkinan, yakni akan saling tarik-menarik dan saling tolak-menolak.

Hal tersebut dapat terjadi bergantung pada muatan yang terdapat di masing-masing benda. Jika dua benda memiliki muatan yang sama, maka benda tersebut akan saling tolak-menolak.

Namun, jika dua benda tersebut memiliki muatan listrik yang berbeda, maka akan timbul gaya tarik-menarik.

Medan Listrik

Sementara medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik. Apabila suatu benda bermuatan listrik berada di daerah tersebut, maka akan mendapatkan gaya listrik.

Medan listrik merupakan efek yang ditimbulkan oleh adanya muatan listrik (elektron, ion, atau proton) pada ruangan yang ada di sekitarnya.

Medan listrik sendiri memiliki tiga sifat sebagai berikut:

Garis gaya medan listrik tidak pernah berpotongan satu dengan yang lainnya.
Garis-garis gaya medan listrik selalu mengarah radial ke luar menjauhi muatan positif dan radial ke dalam menuju muatan negatif.
Tempat dimana garis-garis gaya medan listrik rapat menunjukkan medan listrik yang kuat; sebaliknya tempat dimana garis-garis gaya medan listrik merenggang menunjukkan medan listrik yang lemah.

Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Kuat medan listrik pada suatu titik dalam medan listrik merupakan gaya per satuan muatan listrik pada titik tersebut.

Secara matematis, rumus kuat medan listrik adalah sebagai berikut:

E = F/q

Dengan:

E: Kuat medan listrik (N/C)

F: Gaya Coloumb (F)

q: muatan listrik benda (C).

Contoh Soal dan Jawaban Materi Listrik Statis

Berikut ini adalah beberapa contoh soal dan jawaban tentang materi listrik statis:

1. Alat yang digunakan untuk menimbulkan muatan listrik yang besar disebut . . . .

a. transformator

b. generator Van de graff

c. generator

d. dinamo

Jawaban: B

2. Jika elektroskop dalam keadaan netral didekati benda yang bermuatan negatif, daun elektroskop akan . . . .

a. menutup, karena kedua daun bermuatan negatif

b. membuka, karena kedua daun bermuatan negatif

c. membuka, karena kedua daun bermuatan positif

d. menutup, karena kedua daun bermuatan positif

Jawaban: B

3. Sebatang kaca bermuatan positif didekatkan kepala elektroskop yang bermuatan negatif . Pada elektroskop terjadi . . . .

a. bunga api terbentuk antara batang kaca dengan kepala elektroskop

b. daun elektroskop bertambah membuka

c. daun elektroskop menguncup

d. dinding elektroskop bermuatan positif

Jawaban: B

4. Awan-awan di langit dapat bermuatan listrik, karena . . . .

a. partikel-partikel awan bergesekan dengan partikel udara

b. awan menerima muatan dari lapisan ionosfer

c. awan menerima muatan dari partikel-partikel udara di sekitarnya

d. uap air yang mengalami kondensasi membentuk awan bermuatan

Jawaban: A

5. Benda dikatakan netral jika . . . .

a. jumlah neutron sama dengan jumlah proton

b. jumlah proton sama dengan jumlah elektron

c. jumlah elektron lebih banyak daripada proton

d. jumlah proton lebih banyak daripada elektron

Jawaban: B

6. Salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya gaya coulomb adalah . . . .

a. jarak kedua muatan

b. arah kedua muatan

c. jenis kedua muatan

d. bentuk kedua muatan

Jawaban: A

7. Ebonit akan bermuatan listrik negatif apabila digosok dengan kain wol, Hal tersebut terjadi karena . . . .

a. muatan positif dari wol pindah ke ebonit

b. elektron dari kain wol pindah ke ebonit

c. muatan positif ebonit pindah ke wol

d. Elektron dari ebonit pindah ke wol

Jawaban: B

8. Dua benda bermuatan listrik dihubungkan dengan seutas kawat konduktor. Arah aliran yang terjadi adalah . . . .

a. dari potensial rendah ke potensial tinggi

b. dari positif ke negatif

c. dari negatif ke positif

d. dari potensial tinggi ke potensial rendah

Jawaban: A

9. Empat benda A, B, C dan D. Benda B menarik benda C, benda C menolak benda A dan menarik benda D. Jika benda B adalah sebatang kaca yang telah digosok dengan kain sutera, maka jenis muatan listrik pada benda benda A,C, D adalah ...

a. positif, positif, negatif

b. positif, negatif, positif

c. negatif, negatif, positif

d. negatif, positif, negatif

Jawaban: C

10. Kaca yang semula netral setelah digosok dengan kain sutra akan . . . .

a. kekurangan neutron

b. kelebihan elektron

c. kekurangan elektron

d. jumlah proton dan elektron sama

Jawaban: C

11. Benda yang kelebihan elektron akan bermuatan . . . .