228
Kelas IX SMPMTs Semester 1
Jawab: q
1
. q
2
F = k . r
2
1,6 x 10
-19
C x 3,2 x 10
-19
C F = 9 x 10
9
Nm
2 C
2
x F = 11,52 x 10
-25
Nm
2
C
2 C
2 m
2
F = 11,52 x 10
-25
N 2 x10
-2
m
2
Jadi besar gaya coulomb yang dialami muatan positif q dan 2q yang terpisah pada jarak 2 cm adalah 11,52 x 10-25 N
2.  Jika  besar  gaya  coulomb  antara  dua  muatan  identik  A  dan  B adalah 1,6 N, serta kedua muatan tersebut terpisah pada jarak 3
cm, berapakah besar masing-masing muatan A dan B? Diketahui:
Gaya coulomb kedua muatan   = 1,6 N Jarak kedua muatan
= 3 cm = 0,03 m Ditanya: besar masing-masing muatan A dan B
Jawab: Muatan A dan B identik, sehingga q
A
=q
B
=q
C
q
1
. q
2
F = k . r
2
1,6 x 9 x 10
-4
1,6 x 10
-13
16 x 10
-14
4 x 10
-7
C = 0,4 µC q
2
= q =
= q =
9 x 10
9
q
2
1,6 = 9 x 10
9
Nm
2 C
2
x 3 x10
-2
m
2
-DGLEHVDUPDVLQJPDVLQJPXDWDQLGHQWLNGDQDGDODKNj
3. Medan Listrik
Tahukah kamu mengapa benda-benda yang berada di permukaan bumi  selalu  ditarik  menuju  pusat  bumi?  Seluruh  benda  yang  ada  di
permukaan  bumi  atau  sekitarnya  akan  ditarik  menuju  pusat  bumi
Di unduh dari : Bukupaket.com
229
Ilmu Pengetahuan Alam
karena  memiliki  massa  yang  jauh  lebih  kecil  dari  pada  massa  bumi. Hal serupa ternyata juga terjadi pada muatan-muatan listrik. Muatan-
muatan listrik memiliki medan listrik sehingga dapat mempengaruhi muatan  lain  yang  berada  tidak  jauh  darinya.  Medan  listrik  dapat
GLGH¿QLVLNDQ VHEDJDL GDHUDK GL VHNLWDU PXDWDQ \DQJ PDVLK NXDW menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain.
Medan listrik digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya keluar atau masuk ke dalam muatan. Arah garis gaya listrik ke
dalam digunakan untuk menunjukkan muatan negatif dan arah garis medan listrik ke luar digunakan untuk menunjukkan muatan positif.
q -q
Sumber: Serway, 2004.
Gambar 5.6 Garis Medan Listrik Dua Muatan
Selain melalui gambar, medan listrik  suatu muatan dapat  ditentukan besarnya dengan cara menghitung. Bagaimana cara menghitung besar
kuat medan listrik? Agar dapat memahami cara menghitung besarnya medan listrik E perhatikan Gambar 5.7 dan penjelasan berikut.
Sumber: Dokumen Kemdikbud
Gambar 5.7 Muatan Q didekati Muatan Tes q
Agar  mengetahui  besar  kuat  medan  listrik  muatan  Q,  sebuah muatan uji positif q
o
yang muatannya jauh lebih kecil diletakkan di dekat muatan tersebut dengan jarak r. Berdasarkan hukum Coulomb,
muatan q
o
tersebut akan mendapatkan gaya tolak dari muatan Q sebesar, Q . q
F = k . r
2
Di unduh dari : Bukupaket.com
230
Kelas IX SMPMTs Semester 1
NDUHQDNXDWPHGDQOLVWULNGLGH¿QLVLNDQVHEDJDLEHVDUQ\DJD\DOLVWULN F yang bekerja pada satu satuan muatan uji q
o
, maka besarnya kuat medan listrik yang dialami oleh muatan uji tersebut:
=
= k . =
E
E E
F q
Q r
2
q Q . q
k . r
2
Sehingga dapat disimpulkan bahwa besar kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah:
= k. E
Q r
2
Keterangan, E = medan listrik
N C
F = gaya coulomb newton q = besar muatan listrik coulomb
Coba  pikirkan, untuk  mengetahui  besar  medan  listrik  suatu  muatan, mengapa muatan uji yang digunakan harus jauh lebih kecil?
Ayo, Kita Pahami Contoh Soal
1.  Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B adalah sebesar 4 x 10
-4
N. Jika besar muatan A sebesar 4 x 10
-6
C dan muatan uji B sebesar 4 x 10
-12
C, berapakah besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh muatan A tersebut?
Diketahui: Besar gaya Coulomb
= 4 x 10
-4
N Besar muatan A
= 4 x 10
-6
C Besar muatan B
= 4 x 10
-12
C Ditanyakan: besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan uji B
oleh muatan A E
A
Jawab:
Di unduh dari : Bukupaket.com
231
Ilmu Pengetahuan Alam
= =
E = 10
8 N
C
F q
B
4 x 10
-4
N 4 x 10
-12
C Jadi,  besar  kuat  medan  listrik  yang  ditimbulkan  oleh  muatan  A
adalah 10
8  N C
. 2.  Medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji A terhadap muatan
B sebesar 80
N C
. Jika jarak kedua muatan tersebut adalah 3 cm, berapakah besar muatan B?
Diketahui: Medan listrik
= 80
N C
Jarak kedua muatan = 3 cm = 0,03 m
Ditanyakan: besar muatan B Jawab:
= k. = 9 x 10
9
. = 80 .
E 80
Q Q     = 8 x 10
-12
C Q
r
2
Q 9 x 10
4
3 x 10
-2 2
9 x 10
9
Jadi besar muatan B adalah Q = 8 x 10
-12
C
Ayo, Kita Selesaikan Soal Latihan Medan Listrik
1.  Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B adalah sebesar 3 x 10
-4
N. Jika besar muatan A dan B masing-masing sebesar 2 x 10
-6
C dan 1,5 x 10
-6
C, berapakah besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan A oleh muatan B?
2.  Pada  percobaan  dua  buah  balon  bermuatan  yang  didekatkan, gaya tolak menolak kedua balon akan semakin besar jika posisi
kedua  balon  tersebut  semakin  didekatkan.  Dapatkah  kamu menunjukkan sketsa gambar peristiwanya?
Di unduh dari : Bukupaket.com
232
Kelas IX SMPMTs Semester 1
4. Beda Potensial dan Energi listrik