Bagaimana ketentuan dalam arah gaya listrik?

Bagaimana ketentuan dalam arah gaya listrik

3. Bagaimana ketentuan arah gaya garis listrik pada medan listrik?Jawab:

Memahami Konsep Medan Listrik: Sifat, Rumus, dan Contohnya | Fisika Kelas 9

Table of Contents Show

Bagaimana ketentuan dalam arah gaya listrik
3. Bagaimana ketentuan arah gaya garis listrik pada medan listrik?Jawab:
Memahami Konsep Medan Listrik: Sifat, Rumus, dan Contohnya | Fisika Kelas 9
Garis-garis medan listrik
Asal medan listrikSunting
Video yang berhubungan

Kak Nazirah MT Saintek Sep 23, 2021 • 8 min read

Konsep Pelajaran SMP Kelas 9 Fisika IX

Yuk, pahami materi menganai konsep medan listrik, meliputi pengertian, sifat-sifat garis, serta cara mencari besar medan listrik.

Eitss, kamu tahu nggak sih, ternyata di gagang pintu itu ada muatan listriknya, loh!

Hmmmm... pantesan aja ya, terkadang ketika kita memegang gagang pintu, rasanya seperti ada aliran listrik yang membuat kita kaget. Kayak kesetrum gitu!

Tapi, kenapa bisa begitu ya, teman-teman?

Timbul rasa seperti kesetrum saat memegang gagang pintu. (sumber: Eunike Benhardine via YouTube)

Nah, rupanya, kejadian tersebut bisa terjadi karena ada hubungannya dengan medan listrik. Kamu pasti pernah mendengar istilah “medan perang”, kan? Medan perang itu menunjukkan daerah atau area tempat untuk berperang. Begitu juga dengan medan listrik, ada kata "medan"-nya. Artinya juga sama, medandi sini mengarah kepada “daerah” atau “area”.

Baca juga: Bisakah Kita Memiliki Energi Listrik Seperti Electro?

Garis-garis medan listrik

Medan listrik merupakan sesuatu yang ditimbulkan oleh muatan listrik dan mempengaruhi ruang di sekitar muatan listrik tersebut, di mana pengaruh medan listrik hanya dirasakan oleh muatan listrik lainnya. Ketika muatan listrik lain berada dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh suatu muatan listrik maka muatan listrik lain merasakan pengaruh berupa gaya listrik.

Pengertian medan listrik di atas, sebagaimana telah dijelaskan pada tulisan tentang medan listrik, dapat dipahami dengan pikiran tetapi juga hanya dapat dibayangkan dalam pikiran. Untuk memvisualisasikan medan listrik maka dihadirkan garis-garis medan listrik. Garis-garis medan listrik adalah sekumpulan garis yang digambarkan di sekitar suatu muatan listrik untuk menunjukkan keberadaan medan listrik. Karena bertujuan menunjukan keberadaan medan listrik maka ada keterkaitan antara garis-garis tersebut dengan medan listrik. Dengan kata lain, besar dan arah medan listrik dapat dijelaskan melalui gambar garis-garis medan listrik.

Berikut ini keterkaitan antara arah dan kuat medan listrik dengan garis-garis medan listrik :

Pertama, arah medan listrik menjauhi muatan positif dan mendekati muatan negatif. Dengan demikian, arah garis-garis medan listrik juga menjauhi muatan positif dan mendekati muatan negatif.Apabila muatan positif berdekatan dengan muatan negatif maka garis-garis medan listrik digambarkan keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Sebaliknya apabila muatan positif berdekatan dengan muatan positif, garis-garis medan listrik digambarkan keluar dari masing-masing muatan positif dan saling menjauhi.

Kedua, kuat medan listrik diwakili oleh jarak antara garis-garis medan listrik. Semakin dekat jarak antara garis-garis medan listrik, semakin besar kuat medan listrik dan semakin jauh jarak antara garis-garis medan listrik, semakin kecil kuat medan listrik.

Mengapa semakin dekat jarak antara garis, semakin besar kuat medan listrik ? Untuk memahami hal ini, cermati penjelasan berikut. Andaikan suatu muatan positif berada pada pusat bola dan garis-garis medan listrik menyebar keluar ke berbagai arah menembus permukaan bola. Apabila jumlah garis medan listrik adalah N dan luas permukaan bola adalah 4πr2 maka jumlah garis per satuan luas atau kerapatan garis adalah N/4πr2. Berdasarkan rumus ini, untuk N yang sama, bila r semakin kecil maka jarak antara garis semakin dekat dan jika r semakin besar maka jarak antara garis semakin jauh. Rumus kuat medan listrik E = kq/r2 juga menunjukan bahwa kuat medan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jika r semakin kecil maka kuat medan listrik semakin besar dan bila r semakin besar maka kuat medan listrik semakin kecil.
Berdasarkan ulasan di atas dapat disimpulkan bahwa jika r semakin kecil (semakin dekat dengan muatan) maka kuat medan listrik semakin besar dan jarak antara garis juga semakin dekat. Sebaliknya bila r semakin besar (semakin jauh dari muatan) maka kuat medan listrik semakin kecil dan jarak antara garis juga semakin jauh.

Ketiga, jumlah garis medan listrik sebanding dengan kuat medan listrik. Semakin banyak garis medan listrik, semakin besar kuat medan listrik. Semakin sedikit garis medan listrik, semakin kecil kuat medan listrik.

Contoh soal

1. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 55 No.28

Dari gambar muatan berikut, yang menunjukkan garis-garis gaya pada dua muatan saling berdekatan adalah…

Pembahasan

Garis medan listrik atau garis gaya listrik digambarkan keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Jika terdapat muatan positif dan negatif didekatkan maka garis gaya listrik tampak seperti pada jawaban A.
Jawaban yang benar adalah A.

2. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 60 No.28

Dua muatan listrik didekatkan satu sama lain dalam satu garis hubung sehingga akan menghasilkan garis-garis gaya listrik. Gambar yang benar adalah…

Pembahasan
Jawaban yang benar adalah D.

3. Soal UN Fisika SMA 2012/2013 SA 65 No.28
Garis-garis gaya yang benar antara dua muatan adalah…

Pembahasan
Jawaban yang benar adalah D.

Tagged Materi Fisika SMA - Listrik Statis

Daftar isi

1 Asal medan listrik
2 Konstanta k
3 Menghitung medan listrik
- 3.1 Penyederhanaan yang kurang tepat
- 3.2 Tanda muatan listrik
- 3.3 Gradien potensial listrik
4 Energi medan listrik
5 Distribusi muatan listrik
- 5.1 Kumpulan titik-titik muatan
- 5.2 Kawat panjang lurus
6 Pranala luar
7 Referensi

Asal medan listrikSunting

Rumus matematika untuk medan listrik dapat diturunkan melalui Hukum Coulomb, yaitu gaya antara dua titik muatan:\

F = q 1 q 2 | r | 2 r ^ . {\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {q_{1}q_{2}}{\left|\mathbf {r} \right|^{2}}}\mathbf {\hat {r}} .}

Menurut persamaan ini, gaya pada salah satu titik muatan berbanding lurus dengan besar muatannya. Medan listrik didefinisikan sebagai suatu konstan perbandingan antara muatan dan gaya:[2]

F = q E {\displaystyle \mathbf {F} =q\mathbf {E} }

E = 1 4 π ϵ 0 q | r | 2 r ^ {\displaystyle \mathbf {E} ={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\ {\frac {q}{\left|\mathbf {r} \right|^{2}}}\mathbf {\hat {r}} }

Maka, medan listrik bergantung pada posisi. Suatu medan, merupakan sebuah vektor yang bergantung pada vektor lainnya. Medan listrik dapat dianggap sebagai gradien dari potensial listrik. Jika beberapa muatan yang disebarkan menghasilkan potensial listrik, gradien potensial listrik dapat ditentukan.