Listrik
97
Jika suatu materi mempunyai jumlah proton sama dengan jumlah elektron, materi tersebut dikatakan tidak bermuatan atau
netral. Jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron, sehingga atom-atomnya kekurangan elektron, maka
atom tersebut dikatakan bermuatan positif. Adapun atom dikatakan bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih banyak
daripada jumlah proton, sehingga atom-atomnya kelebihan elektron.
a. Muatan Listrik Elementer
Telah disebutkan bahwa suatu benda dikatakan bermuatan listrik jika atom-atom benda tersebut kekurangan atau
kelebihan elektron. Besarnya muatan listrik bergantung pada seberapa banyak atom-atom tersebut kekurangan atau
kelebihan elektron. Semakin banyak atom-atomnya kekurangan atau kelebihan elektron, maka semakin besar
muatannya. Dalam sistem satuan internasional SI, satuan muatan adalah
Coulomb C. Berapakah muatan listrik sebuah elektron, proton, dan neutron?
Muatan elektron=
–1,6 × 10
-19
Coulomb Muatan proton =
+1,6 × 10
-19
Coulomb Muatan neutron =
0 tidak bermuatan
1. Apakah yang dimaksud atom? 2. Jelaskan penemuan ilmuwan berikut yang berkaitan dengan atom
a. J.J. Thomson b. Ernest Rutherford
c. Niels Bohr
3. Mengapa mistar plastik yang telah digosok dengan kain wol dapat menarik serpihan- serpihan kertas?
3. Berapakah muatan listrik suatu benda yang atom-atomnya kekurangan 10 elektron? 4. Menurutmu, adakah benda yang atom-atomnya hanya terdiri atas elektron saja?
5. Jelaskan perbedaan antara benda bermuatan positif dan benda bermuatan negatif
Latihan 5.1
b. Interaksi Muatan Listrik
Kamu telah mengetahui bahwa suatu benda dapat bermuatan dengan cara digosok. Jika kita cermati, Tuhan
Yang Maha Esa telah menciptakan makhluk-Nya dengan berpasang-pasangan, contohnya ada laki-laki dan ada
perempuan. Pasangan-pasangan tersebut akan berinteraksi baik dengan pasangannya maupun dengan sesamanya.
Begitupun muatan, muatan ada yang bermuatan positif dan ada yang bermuatan negatif. Untuk mengamati interaksi
antarmuatan ini lakukan kegiatan berikut.
Di unduh dari : Bukupaket.com
98
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
Ketika kamu menggosok-gosok mistar plastik dengan kain wol, kamu telah membuat kedua mistar plastik tersebut bermuatan
negatif. Kedua mistar plastik yang telah bermuatan negatif tersebut didekatkan satu sama lain, ternyata ada sebuah gaya
yang menentang atau menolak kedua penggaris tersebut untuk bersentuhan. Charles Augustin de Coulomb telah meneliti
fenomena ini dan menyimpulkan bahwa ada interaksi antara muatan-muatan listrik.
Bagaimana interaksi muatan-muatan listrik? Dari Kegiatan 5.2 dua buah mistar yang bermuatan negatif, terjadi interaksi saling
menolak. Coulomb telah menemukan bahwa jika dua muatan sejenis didekatkan, di antara keduanya akan terjadi interaksi
saling menolak. Sedangkan jika dua muatan yang tidak sejenis didekatkan, akan terjadi interaksi saling menarik.
Untuk membuktikan kesimpulan Coulomb bahwa dua muatan yang berlainan jenis akan saling menarik, mari kita lakukan
kegiatan berikut
Kegiatan 5.2
Interaksi Muatan Listrik Sejenis Alat dan Bahan
Dua buah mistar plastik, tali, dan kain wol.
Prosedur Kerja
1. Gantunglah salah satu penggaris dengan tali sedemikian sehingga pada penggaris tersebut tidak ada gaya lain yang
bekerja selain gaya gravitasi. 2. Dengan kain wol, gosoklah kedua mistar plastik beberapa
saat. 3. Lepaskan penggaris yang digantung sehingga bergantung bebas.
4. Dekatkan penggaris yang kamu pegang pada penggaris yang sedang menggantung. 5. Amatilah apa yang terjadi. Berikan kesimpulanmu.
Kegiatan 5.2
Interaksi Muatan Listrik Berbeda Jenis Alat dan Bahan
Mistar plastik, kain wol, batang kaca, kain sutra, dan tali.
Prosedur Kerja
1. Gantunglah batang kaca dengan tali. 2. Gosoklah mistar plastik dengan kain wol dan gosok pula
batang kaca dengan kain sutra. 3. Dekatkan mistar plastik dengan batang kaca yang tergantung.
4. Amati apa yang terjadi. Berikan kesimpulanmu.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Listrik
99
Ketika kamu menggosokkan kain wol ke mistar plastik, maka terjadi perpindahan elektron dari wol ke mistar plastik
sehingga mistar plastik tersebut bermuatan listrik negatif. Penggosokan batang kaca dengan kain sutra menyebabkan
elektron pindah dari kaca ke sutra sehingga batang kaca bermuatan positif. Ketika didekatkan, antara mistar plastik
dan batang kaca terjadi gaya tarik-menarik. Mengapa hal ini terjadi? Sesuai dengan yang disimpulkan oleh Coulomb
bahwa muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. Mistar dan batang kaca pada kegiatan ini mempunyai muatan yang
tidak sejenis, sehingga antara keduanya terjadi gaya tarik- menarik. Contoh benda-benda yang bermuatan listrik karena
digosok dengan benda lain ditunjukkan pada Tabel 1.1.
Tabel 5.1 Muatan listrik suatu benda karena digosok benda
lain
Benda Digosok dengan
Plastik Ebonit
Kaca Sisir
Muatan Listrik
kain wol kain wol
kain sutera rambut
negatif negatif
positif negatif
c. Hukum Coulomb
