Laporan Pengukuran Daun

INTERAKSI DUA BENDA BERMUATAN

A.      PENDAHULUA N

1.    Latar Belakang

Fisika adalah salah satu cabang ilmu alam yang berbasis pada pengamatan fenomena atau gejala alam. Karakter fisika hampir sama dengan ilmu alam yang lainnya. Ciri khas materi fisika berupa fenomena-fenomena alam yang teramati sehingga membuat pembelajaran fisika banyak melibatkan pengamatan dan pemahaman terhadap fenomena-fenomena tersebut, yaitu gejala-gejala, kejadian-kejadian di alam serta interaksi dari benda-benda di alam tersebut yang berhubungan dengan materi dan energi berdasarkan hukum-hukum yang mengatur di dalamnya.

Telah diketahui bahwa setiap benda baik benda padat, cair, dan gas memiliki mater-materi atau pertikel-pertikel penyusun di dalamnya dan kita mengakui ada meteri yang sangat kecil yang disebut dengan Atom yang  tidak dapat dilihat oleh, dimana atom ini terdiri atas proton, electron dan neutron. Adpun muatan masing-masing penyusun tersebut berbeda-beda yaitu proton bermuatan positif, neutron bermuatan netral dan electron bermuatan negatif. Sehingga berdasarkan pembagian atom yang ada diatas kita dapat menyatakan bahwa sebuah benda dikatakan bermuatan positif jika kekurangan electron dan bermuatan negatif jika kelebihan electron. Muatan benda inilah yang disebut dengan listrik statis.

Listrik statis dapat diartikan sebagai berkumpulnya muatan-muatan listrik pada suatu benda . pada listrik statis ini tidak membahas tentang  aliran arus listrik karena listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ketempat lainnya. Listrik statis juga merupakan ketidakseimbangan muatan listri dalam atau pada permukaan suatu benda. Benda yang berrmuatan listrik statis dapat menarik atau menolak benda bermuatan listrik lainnya. Adanya listrik statis dapat terjadi karena adanya perpindahan electron. Salah satu contoh listrik statis yaitu saat penggaris plastik bermuatan netral digosokkan  dengan kain wol akan menjadi bermuatan negatif karena mendapatkan tambahan elektron dari kain wol, sehingga penggaris yang kelebihan electron tersebut dapat menarik serpihan kertas yang ada.

Berdasarkan kejadian tersebut, diperlukan untuk dilakukannya  suatu pengamatan diamana dengan pengamatan tersebut kita dapat mengetahui adanya listrik statis dalam suatu benda.

2.    Tujuan

Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan agar mahasiswa dapat menjelaskan Hukum Coulomb.

B.       KAJIAN TEORI

Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Listrik, dapat juga diartikan sebagai kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antaranya dan dapat juga diartikan sumber energi yang disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. Listrik dapat dibagi dua yaitu listrik statis danlistrik dinamis. Listrik statis adalah listrik yang diam untuk sementara pada suatu benda. Suatu benda dapat diberi muatan listrik statis dengan cara menggosoknya dengan benda lain. Muatan listrik suatu benda terjadi karena susunan partikel benda yang terdiri dari molekul-molekul dan atom, didalamnya terdapat proton dan elektron dalam jumlah tertentu (Afriana, 2015).

Hubungan antara gaya elektrostatik benda bermuatan listrik dengan jaraknya pertama kali diselidiki oleh fisikiawan Prancis, yaitu Charles Coulomb. Hukum coulomb mendeskripsikan gaya antara dua muatan ketika berada dalam keadaan diam. Gaya-gaya tambahan berperan ketika muatan sedang bergerak. Meskipun peralatan yang khusus untuk mengukur muatan listrik tidak ada dalam hukum Coulomb, dengan menyiapkan bola-bola kecil dengan besar muatan yang berbeda dimana rasio muatan diketahui. Hukum Coulomb megajukan argument bahwa jika sebuah bola penghantar bermuatan disentuhkan dengan bola tidak bermuatan yang identik, muatan  bola yang pertama akan terbagi rata pada keduanya karena adanya simetri.

Gambar 3.1   Hubugan Arah Muatan Bergantung pada Jenis Muatannya

Secara matematis hukum Coulomb ditulis dengan rumus:

Dimana  dan adalah muatan masing-masing benda, r adalah jarak antara kedua muatan dan k adalah konstanta (Giancoli, 2001).

Listrik statis merupakan konsep yang bersifat abstrak, khususnya perpindahan elektron yang menyebabkan suatu benda bermuatan. Elektron tidak bisa dilihat, hanya bisa dimodelkan. Contoh gejala listrik statis, bagaimana sebuah benda bermuatan listrik netral, postif, atau negatif. Apabila dua benda digosok, maka akan terjadi pengurangan atau penambahan elektron. Tetapi elektron yang berpindah bersifat abstrak sehingga tidak bisa dilihat langsung.  Sesuai dengan teori atom Thomson, Rutherford dan Bohr, atom terdiri dari muatan positif dan negatif. Jika proton dan elektron jumlahnya sama maka benda dikatakan netral. Benda dikatakan bermuatan positif bila jumlah elektron lebih sedikit dari proton. Sedangkan benda dikatakan bermuatan negatif bila jumlah elektron melebihi jumlah proton. Muatan lisrik sejenis akan saling tolak menolak, sedangkan muatan tidak sejenis akan saling  tarik menarik. Gaya tarik atau tolak antara muatan listrik sering dinamakan gaya elektrostatik. Hubungan antara muatan listrik tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut:

Gamabar 3.2   Gaya Coulomb pada Muatan Listrik

(Kertiasih, 2013)

      

C.      METODE PRAKTIKUM

1.   Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan Interaksi Dua Buah Benda Bermuatan dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.

Tabel  3.1 Alat dan Bahan yang digunakan pada percobaan Hukum Coulomb

No	Alat dan Bahan	Fungsi
1	Dua buah statif	Tempat menggantungkan bola
2	Dua buah balon yang sudah ditiup	Sebagai objek pengamatan
3	Benang	Untuk mengikat balon pada statif
4	Rambut kering	Sebagai tempat menggosokkan balon
5	Penggaris	Untuk mengukur jarak kedua balon

2.      Prosedur Kerja

Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan Interaksi Dua Buah Benda Bermuatan ini yaitu:

a.         Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan pada percobaan Interaksi Dua Benda Bermuatan

b.         Menggantungkan kedua balon yang sudah ditiup pada statif dengan panjang tali 0,5 m

c.         Mengatur jarak antara kedua balon sejauh 0,1 m

d.        Menggosokkan kedua balon pada rambut kering secara bersamaan selama 30 detik. Mengamati interaksi yang terjadi ketika balon dilepas

e.         Mengulangi lagkah (c) dan (d) untuk jarak 0,15 m dan waktu selama 60 detik

f.          Mencatat hasil pengamatan pada tabel data pengamatan

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Hasil

a.  Data Pengamatan

Data pengamatan pada percobaan Interaksi dua benda bermuatan dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut:

Tabel 3.2 Data Pengamatan pada Percobaan Hukum Coulomb

No	Waktu untuk menggosok rambut (detik)	Jarak kedua balon	Kuat interaksi kedua balon
1	30	0,1	Tolak-menolak (lemah)
		0,15	Tolak-menolak (sangat lemah)
2	60	0,1	Tolak-menolak  (kuat)
		0,15	Tolak-menolak (lemah)

b.      Pembahasan

Listrik statis adalah listrik yang diam untuk sementara waktu pada suatu benda. Suatu benda dapat diberi muatan listrik statis dengan cara digosokkan dengan benda lain. Muatan listrik suatu benda terjadi karena susunan partikel benda yang terdiri dari molekul-molekul dan atom, didalamnya terdapat proton dan elektron dalam jumlah tertentu. Muatan lisrik sejenis akan saling tolak menolak, sedangkan muatan tidak sejenis akan saling  tarik menarik. Gaya tarik atau tolak antara muatan listrik sering dinamakan gaya elektrostatik.

Percobaan yang berjudul “Interaksi Dua Benda Bermuatan”  ini bertujuan agar dapat menjelaskan Hukum Coulomb. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan dua buah balon yang sudah ditiup yang kemudian digosokkan pada rambut kering dengan menvariasikan jarak  dan waktunya. Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa pada perlakuan pertama yaitu menggosokkan balon selama 30 detik dengan jarak antara balon adalah 0,1 m dan 0,15 m, terlihat bahwa semakin jauh jarak antara kedua balon maka semakin lemah gaya tolak-menolak kedua balon tersebut. Perlakuan kedua yaitu menggosokkan balon pada rambut selama 60 detik dengan jarak  0,1 m dan 0,15 m, terlihat bahwa semakin jauh jaraknya maka gaya tolak-menolak antara kedua balon menjadi lemah. Selain itu makin lama balon digosokkan maka akan makin kuat gaya tolak-menolak antara balon. Hal ini dikarenakan semakin lama balon digosokkan maka muatan listrik yang ada pada masing-masing balon juga semakin besar sehingga gaya tolak menolak antara balon juga semakin kuat. Namun, pada jarak yang semakin jauh gaya tolak-menolaknya akan semakin  lemah karena electron-elektron yang ada pada masing-masing balon juga semakin berjauhan.

Berdasarkan hasil pengamatan, balon yang pada awalnya memiliki muatan netral, setelah digosokkan pada rambut yang kering, maka electron-elektron yang ada pada rambut akan berpindah pada balon. Hal ini karena gaya tarik pada balon lebih besar dibandingkan gaya tarik pada rambut yang menyebabkan electron berpindah dari rambut ke balon. Sehingga kedua balon sama-sama menyimpan muatan negatif. Karena kedua balon sama-sama menyimpan muatan negatif, maka ketika didekatkan balon saling tolak-menolak. Itulah yang menyebabkan kedua balon diatas saling tolak-menolak.

Sehingga berdasarkan hasil percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa benda yang bermuatan sejenis akan saling tolak menolak. Dimana semakin jauh jarak antara kedua balon maka akan semakin lemah gaya tolak-menolak antara balon tersebut. Hal ini sesuai dengan Hukum Coulomb yang menyatakan bahwa “besar gaya tarik-menarik atau gaya tolak tolak-menolak antara dua benda bermuata listrik berbanding lurus dengan besar masing-masing muatan listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat antara jarak kedua benda bermuatan”

E.       KESIMPULAN DAN SARAN  

1.         Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa interaksi dua buah balon yang memiliki muatan yang sejenis akan saling tolak menolak. Dimana semakin jauh jarak antara kedua balon maka akan semakin lemah gaya tolak-menolak balon tersebut.

2.         Saran

Saran yang dapat saya ajukan pada percobaan ini yaitu

a.         Untuk laboratorium, sebaiknya dalam ruangan laboratorium dipasangkan AC.

b.        Untuk asisten, dalam membimbing praktikan sudah bagus.

c.         Untuk praktikan, agar jangan banyak bermain ketika melaksanakan praktikum sehingga tidak terjadi kesalahan dalam mengambil data

DAFTAR PUSTAKA

Afriana, Jaka. 2015.  Penggunaan Alat Peraga Sederhana Sisi Mistis dalam Pembelajaran Listrik Statis. JRKPF UAD .Vol.2 No.2

Giancoli, Douglas C. 2001.Fisika Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga

Kertiasih, Ni Ketut. 2013.  Pengembangan CD Interaktif Listrik Statis dan Listrik Dinamis sebagai Media dalam Proses Pembelajaran di Sekolah. Seminar Internasional, ISSN 1907-2066