MEDAN DAN GAYA MAGNET DAN LISTRIK STATIS

LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA 1
EKSPERIMEN I
MEDAN DAN GAYA MAGNET DAN LISTRIK STATIS

KELOMPOK B4
NAMA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

STAMBUK

NI LUH SEPTYARTANTI
MUHAMAD AKBAR
WA ODE RIANA
FERNI SASMITA
AHMAD LONDIR

EKA SUPRIHATIN
WAYAN SUKERTI

F1B1 13 038
F1B1 13 022
F1B1 13 032
F1B1 13 012
F1B1 13 034
F1B1 13 040
F1B1 13 036

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2014
EKSPERIMEN 1
A. MEDAN DAN GAYA MAGNET
A. Tujuan
1. Untuk menjelaskan dan menentukan hubungan antara besar gaya magnet

dengan jarak antara dua kutub magnet.

B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam eksperimen gaya magnet adalah :
No
1
2
3

Alat dan Bahan
Neraca Torsi
Statif
2 buah magnet

Kegunaan
Sebagai tempat cermin
Sebagai tempat magnet
Sebagai eksperimen medan dan

NST

-

Laser

gaya magnet
Untuk menunjukkan perubahan

-

-

5

Mistar

sudut (θ)
Untuk mengukur jarak antara 2

-

-

6

Cermin

magnet
Untuk memantulkan sinar laser ke

-

-

4

JU
-

mistar

C. Dasar Teori
Magnet memiliki dua tempat yang gaya magnetnya paling kuat. Daerah ini
disebut kutub magnet. Ada 2 kutub magnet, yaitu kutub utara (U) dan kutub
selatan (S). Seringkali kita menjumpai magnet yang bertuliskan N dan S. N
merupakan kutub utara magnet itu (singkatan dari north yang berarti utara)
sedangkan S kutub selatannya (singkatan dari south yang berarti selatan).

Kutub magnet senama tolak menolak, kutub magnet tidak senama tarik
menarik

Gaya magnet, seperti halnya gaya listrik, berupa tarikan dan tolakan. Jika
dua kutub utara (senama) didekatkan, maka keduanya tolak-menolak. Dua
kutub selatan (senama) juga saling menolak. Namun, jika kutub selatan
didekatkan pada kutub utara (tidak senama), maka kedua kutub ini akan tarikmenarik. Sehingga kita dapat membuat aturan untuk kutub magnet: kutub
senama tolak-menolak, dan kutub tak senama tarik-menarik.Kutub-kutub
magnet selalu berpasangan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Selama
bertahun-tahun para ilmuwan mencoba mendapatkan satu kutub saja yang ada
pada sebuah magnet. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua, ternyata
hasilnya berupa dua magnet yang lebih kecil dan masing-masing tetap
memiliki kutub utara dan selatan.

D. Prosedur Eksperimen
Langkah-langkah yang ditempuh dalam eksperimen gaya magnet :
1.

Merangkai peralatan

2.

Menempatkan 2 buah magnet pada jarak tertentu ( tidak dalam pengaruh
medan magnet )yang dipasang secara tolak menolak dimana salah satu
magnet terpasang pada neraca torsi.

3.

Menentukan titik setimbang neraca torsi, yaitu dengan pantulan sinar
laser dan mengamati sinar pantul pada skala (kira-kira ditengah-tengah
mistar dan menandai sebagai titik setimbang, Mencatat sebagai P0).

4.

Mendekatkan statif tempat menempelnya magnet satu kemagnet yang
terpasang pada neraca torsi perlahan-lahan hingga sinar laser berpisah
tempat (bergeser kekanan)

5.

Mencatat sebagai P1 penunjuk skala saat setimbang/diam

6.

Mengukur jarak antara kedua magnet sebanyak 3 kali dengan orang yang
berbeda dan mencatat sebagai d

7.

Melakukan pengukuran ulang untuk jarak antara kedua magnet yang
lebih kecil, mencatat sebagai P2, P3 dan seterusnya.

8.

Mengukur jarak antara cermin dengan mistar skala pengukur
kesetimbangan (mencatat sebagai L)

9.

Menggunakan fungsi trigonometri untuk mencari sudut θ

10. Membuat grafik hubungan antara sudut putar neraca torsi
Mengolah dan menganalisa grafik tersebut

E. Lembar Data
P0 = 0, 5 m
L = 0,92 m
No

P (m)
1

d (m)

2

3

θ vs 1/d2.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15

0,52
0,54
0,56
0,585
0,605
0,635
0,66
0,685
0,705
0,725
0,74
0,76
0,785
0,81
0,83

0,15
0,133

0,12
0,11
0,101
0,099
0,093
0,088
0,087
0,084
0,08
0,077
0,076
0,071
0,07

F. Pengolahan Data
Mencari d rata-rata ( d́ )



d́
¿
=

¿

d 1+d 2+d 3
3

0,15+ 0,155+0,158
3
0,463
3

= 0,154 m



Mencari ∆ Pn
∆ Pn = Pn - P0

∆ P1 = P1 – P0

0,155
0,134
0,121
0,11
0,1
0,099
0,091
0,089
0,086
0,083
0,081
0,077
0,075
0,072
0,07

0,158
0,133
0,124
0,11
0,1
0,097
0,092
0,089
0,085
0,083
0,082
0,078
0,076
0,074
0,07

¿ 0,52−0,5
¿ 0,02 m

Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat pada tabel berikut :
d (m)
N
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

P (m)
0,52
0,54
0,56
0,585
0,605
0,635
0,66
0,685
0,705
0,725
0,74
0,76
0,785
0,81
0,83



1

2

3

0,15
0,133
0,12
0,11
0,101
0,099
0,093
0,088
0,087
0,084
0,08
0,077
0,076
0,071
0,07

0,155
0,134
0,121
0,11
0,1
0,099
0,091
0,089
0,086
0,083
0,081
0,077
0,075
0,072
0,07

0,158
0,133
0,124
0,11
0,1
0,097
0,092
0,089
0,085
0,083
0,082
0,078
0,076
0,074
0,07

Mencari besar sudut ( θ ¿
1. Tanpa ralat
Tan θ=

∆p
L

θ=arc tan
¿ arc tan

∆p
L

0,02
0,92

¿ arc tan0,021739
¿ 1,245364 °

2. Dengan ralat

m
)
d́ ¿
0,1543333
0,1333333
0,1216667
0,11
0,1003333
0,0983333
0,092
0,0886667
0,086
0,083333
0,081
0,0777333
0,0756667
0,0723333
0,07

∆ Pn
(m)
0,02
0,04
0,06
0,085
0,105
0,135
0,16
0,185
0,205
0,225
0,24
0,26
0,285
0,31
0,33

x=
¿

∆P
L

0,02
0,92

¿ 0,021739 m
∆ θ=
¿

1
∆x
2
1+ x

1
0,0005
1+0,000473
¿

1
0,0005
1,0004725

¿ 0,0005 °

KSR=

∆θ
× 100 ≈ … AB
θ

¿

0,0005
×100 ≈ … AB
1,245364

¿ 0,04013 ≈ 4 AB
θseb=θ ± ∆θ

s
¿ ( 1,245364−0,0005 ) (1,245364+0,0005)
d
s
¿ ( 1,244864 ) (1,245864) m
d
Dengan cara yang sama untuk data yang lain dapat dilihat pada tabel berikut :
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9

x 2 (m)
0,000473
0,00189
0,004253
0,008536
0,013026
0,021532
0,030246
0,040436
0,049651

∆ x (m)
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005

∆ θ( °)
0,0005
0,000499
0,000498
0,000496
0,000494
0,000489
0,000485
0,000481
0,000476

KSR(%)
0,04013
0,20046
0,01334
0,00932
0,00758
0,00586
0,00491
0,00422
0,00379

AB
4
4
4
4
4
4
4
4
4

10
11
12
13
14
15

0,059812
0,068053
0,079868
0,095965
0,11354
0,128663

0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005
0,0005

0,000472
0,000468
0,000463
0,000456
0,000449
0,000443

0,00343
0,00320
0,00293
0,00265
0,00241
0,00224

4
4
4
4
4
4

Keterangan:
x=

∆p
L

1
∆ x= NST Mistar
2
NST Mistar=0,001c m

No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

θseb =θ ± ∆ θ(° )
(1,244865) s/d (1,245864)
(2,489054) s/d (2,490052)
(3,730899) s/d (3,731895)
(5,27815) s/d (5,279142)
(6,510526) s/d (6,511513)
(8,347467) s/d (8,348445)
(9,865322) s/d (9,866292)
(11,36932) s/d (11,37028)
(12,5613) s/d (12,56225)
(13,74233) s/d (13,74327)
(14,62041) s/d (14,62134)
(15,78029) s/d (15,78122)
(17,21162) s/d (17,21253)
(18,62113) s/d (18,62203)
(19,73225) s/d (19,73313)

θ(°)
1,245364
2,489553
3,731397
5,278646
6,511019
8,347956
9,865807
11,3698
12,56177
13,7428
14,62087
15,78075
17,21207
18,62158
19,732269

1/d 2 (m)
41,9836823
56,25
67,5548883
82,6446281
99,3366519
103,418558
118,147448
127,197693
135,208221
144
152,41579
167,211653
174,65893
191,12744
204,081633

Grafik hubungan antara θ vs 1/d2
25
20
15

f(x) = 1.33x + 0.07
R² = 1

θ (0)

10
5
0

8
5
5
4
4
2
2
5
1
4
2
1
6
3
8
.9 6.2 7.5 2.6 9.3 3.4 8.1 27. 5.2 14 2.4 7.2 4.6 1.1 4.0
1
4
5
6
8
9 10 11
1 13
15 16 17 19 20

1/d2 (m)

G. Pembahasan
H. Kesimpulan
Dari hasil eksperimen diatas maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Semakin dekat jarak antar magnet, maka semakin jauh pantulan sinar laser

I. Tugas
1.

Apa fungsi air pada alat tersebut?

2.

Apa fungsi cermin pada neraca torsi?

3.

Selain untuk eksperimen medan gaya magnet, neraca torsi dapat digunakan
untuk eksperimen apa?

4.

Manakah yang lebih mudah diteliti, gaya tarik menarik atau gaya tolak
menolak? Jelaskan alasan anda!

Jawab :

1.

Fungsi air yaitu sebagai penyeimbang neraca torsi dan sebagai hambatan

2.

Fungsi cermin yaitu untuk memantulkan sinar laser ke mistar

3.

Selain eksperimen medan dan gaya magnet neraca torsi digunakan pada
eksperimen regangan permukaan dan densitas zat cair.

4.

Yang lebih mudah diteliti yaitu gaya tolak menolak, karena gaya tolak
menolak memiliki jarak antara dua buah magnet, sehingga dengan mudah
dapat diukur jaraknya

B. LISTRIK STATIS
A. Tujuan
1. Mengamati bagian-bagian generator Van de Graaf
2. Menjelaskan cara kerja generator Van de Graaf
3. Mengamati interaksi benda netral dengan benda bermuatan
4. Mengamati interaksi benda bermuatan sejenis dan tidak sejenis
5. Mengamati benda bermuatan dengan api
6. Mengamati medan listrik dalam ember faraday
B. Alat dan Bahan
No
1

Alat dan Bahan
Dua unit generator Van

Keterangan
Sebagai eksperimen listrik

NST
-

JU
-

2

de Graaf
Kabel penghubung

statis
Untuk menghubungkan

-

-

3

Kapas,tisu, lilin dan

generator ke aliran listrik
Sebagai eksperimen listrik

-

-

4

korek api
Bola pingpong dan

statis
Sebagai eksperimen listrik

-

-

5

kawat penghubung
Ember Faraday

statis
Sebagai eksperimen listrik

-

-

statis

C. Dasar Teori
Generator Van De Graff diciptakan oleh Robert J. Van De Graff pada tahun
1932 yang menerapkan prinsip dasar bahwa muatan pada konduktor berongga
hanya tersebar di permukaan luarnya.
Apabila sebuah konduktor bermuatan disisipkan ke dalam sebuah konduktor
rongga, lalu disentuhkan pada dinding dalamnya, maka seluruh muatan pada
konduktor pertama berpindah ke konduktor kedua, tak perduli apakah konduktor
kedua ini telah bermuatan sebelumnya. Sekiranya tak ada kesulitan akibat adanya
faktor isolasi, muatan (dan kerena itu juga potensial) konduktor rongga itu bisa
saja ditambah tanpa batas dengan cara mengulang-ulang proses tadi. Dengan
naiknya potensialkonduktor maka makin besar gaya tolak yang bekerja
terhadapnya tiap kali muatan ditambahkan padanya sehingga pada suatu saat
konduktor tersebut tidak dapat menampung muatan lagi, (Anonim,2013)
Generator yang diciptakan oleh Van De Graff menerapkan asas tersebut
namun caranya bukan dengan berkali-kali memasukkan benda bermuatan ke
dalam sebuah konduktor, melainkan muatan dimasukkan secara terus menerus
dengan pita atau ben berjalan (belt conveyor). “generator Van de Graff”
merupakan alat yang dapat menghasilkan muatan listrik statis dalam jumlah yang

sangat besar melalui proses gesekan. Alat ini diciptakan oleh Robert Van de
Graaff seorang ilmuan fisika dari Amerika pada tahun 1931.
Generator Van de Graff ini berfungsi untuk menghasilkan muatan listrik,
khususnya percepatan partikel bermuatan dalam eksplorasi atom. Bentuk dasar
“generator Van de Graff” ini seperti :

Sebuah “generator Van de Graff” terdiri atas kubah logam, sisir logam
bawah dan atas, silinder logam di bagian atas dan silinder politena di bagian
bawah, dan sabuk karet yang menghubungkan silinder logam dan silinder
politena, (Anonim, 2010)
Dalam atom terdiri dari inti atom dan elektron. Inti atom terdiri dari proton
dan neutron, proton bermuatan positif dan neutron tidak bermuatan (netral). Atom
disebut netral jika jumlah proton di dalam inti atom sama dengan jumlah elektron
yang mengelilingi inti. Atom positif adalah atom yang memiliki muatan positif
lebih banyak dari muatan negatifnya.

Semua zat tersusun atas atom-atom. Setiap atom tersusun atas inti atom
yang di dalamnya itu terdapat proton dan inti atom yang dikelilingi oleh elektronelektron. Proton bermuatan listrik positif sedangkan elektron bermuatan listrik
negatif.
Suatu atom dikatakan netral jika jumlah muatan positif (jumlah proton)
sama dengan jumlah muatan negatif (jumlah elektron). Atom akan bermuatan
negatif jika atom tersebut mendapatkan kelebihan elektron. Sebaliknya, atom akan
bermuatan positif jika atom tersebut kekurangan elektron.
Muatan listrik dibedakan menjadi dua macam, yaitu muatan listrik positif
(+), dan muatan listrik negatif (-). Apabila kedua muatan listrik yang berbeda
(misal: positif dengan negatif) itu didekatkan, maka akan saling tarik-menarik.
Namun, apabila dua muatan listrik yang sejenis (positif dengan positif dan
sebaliknya) itu didekatkan, maka akan tolak-menolak. Muatan listrik itu dapat
dinotasikan dengan menggunakan simbol Q dan memiliki satuan coulomb (C).
Hukum Coulomb menerangkan tentang gaya listrik dalam ilmu fisika.
Sedangkan Gaya listrik dinyatakan dengan notasi F dan memiliki satuan Newton
(N). Hukum Coulomb ini menyatakan bahwa: “Gaya tarik atau gaya tolakmenolak antara dua muatan listrik sebanding dengan besar muatan yang
berinteraksi dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan
tersebut.”

Gaya coulomb atau gaya listrik yang timbul antara benda-benda yang
bermuatan listrik dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu sebanding besar muatan
listrik dari tiap-tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
benda-benda bermuatan listrik tersebut.

Induksi listrik adalah fenomena fisika yang terjadi apabila pada suatu
benda yang netral (tidak bermuatan listrik) menjadi bermuatan listrik karena
akibat adanya pengaruh dari gaya listrik atau dari benda yang bermuatan lain dan
didekatkan padanya.
Elektroskop itu adalah sebuah alat yang dapat digunakan untuk
mendeteksi muatan listrik statis. Elektroskop itu bekerja berdasarkan prinsip
induksi listrik. Elektrometer adalah elektroskop yang selain dapat mendeteksi
muatan, dia juga dapat mengukur jumlah muatan listrik yang ada pada suatu
benda. Sifat elektroskop itu seperti berikut.

1.

Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop netral maka
di bagian kepala elektroskop itu berkumpul muatan negatif dan di bagian
daunnya berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop
akanmengembang.

2.

Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah negatif maka di bagian
kepala elektroskop berkumpul muatan negatif dan di bagian daunnya itu tidak
ada muatan. Ini menyebabkan daun elektroskop akan menguncup.

3.

Jika.benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop positif
maka di bagian kepala elektroskop tidak ada muatan dan di bagian daunnya
berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan
mengembang.
Medan listrik itu kayak suatu daerah yang berada di sekitar muatan listrik

yang ternyata masih sangat dipengaruhi oleh gaya listrik. Arah medan listrik itu
adalah keluar dari muatan positif dan masuk ke muatan negatif. Kuat medan listrik

itu ialah besarnya medan listrik yang dimiliki oleh suatu muatan listrik dari suatu
titik acuan tertentu. Kuat medan listrik itu dapat dinotasikan dengan E dan
memiliki satuan N.C1.

Sebuah muatan yang diletakkan dekat dengan muatan akan terjadi interaksi
antara kedua muatan tersebut. Dengan adanya interaksi dua muatan sejenis atau
tak sejenis, berarti di sekitar kedua muatan terdapat medan listrik. Gaya interaksi
atau gaya Coulomb per satuan muatan dinamakan kuat medan listrik dan diberi
simbol E, (Anonim, 2012)

D. Prosedur Eksperimen
1. Menyambungkan generator ke stop kontak
2. Menghidupkan dan memutar tombol pengatur kecepatan
3. Mendekatkan kapas dan tissue ke bola kapasitor, mengamati apa yang
terjadi
4. Mendekatkan bola pingpong ke bola kapasitor, mengamati bola pingpong
5. Menyambungkan ground generator 1 dengan bola konduktor pada
generator 2
6. Mengatur jarak antara bola konduktor pada kedua generator tersebut kirakira 3 cm
7. Menghidupkan generator 1 (generator 2 off) perbesar putaran dan
mengamati apa yang terjadi
8. Memasang ember faraday diatas bola konduktor
9. Menghidupkan generator dan meletakkan bola pingpong atau tissu pada
bagian pinggir dan tengah ember faraday, Mengamati apakah dalam
ember faraday pada bagian pinggir dan tengah terdapat muatan
10. Memasang konduktor logam diatas bola konduktor
11. Menghidupkan generator, mendekatkan nyala lilin pada ujung logam
tersebut , mengamati!
12. Mencatat semua hasil pengamatan pada lembar data dan menganalisa
penyebab kejadian fisika

E. Lembar Data
Hasil pengamatan listrik statis pada Generator Van de Graff
1.

Terjadi petir

2.

Tisu didekatkan dengan konduktor melengket

3.

Bola pingpong di dekatkan pada konduktor terpantul

4.

Api didekatkan pada besi melengkung

5.

Ember faraday bermuatan, efeknya ketika didekatkan tisu kesalah satu
sisi akan melengket, namun jika di letakkan ditengah-tengah ember
faraday tidak terjadi apa-apa

F.

Pembahasan

G. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010.Generator van de graff. http://fisikon.com/2010/08/12Generator
van de graff..html. (Diakses : 27 Oktober 2014)
Anonim, 2012. Listrik Statis.
http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik statis.
(Diakses : 27 Oktober 2014)
Anonim, 20013. Konduktor.
http://pustakafisika.wordpress.com/2013/5/12/konduktor.html.
(Diakses : 27 Oktober 2014)