Dokumen tersebut membahas tentang konsep-konsep dasar listrik statis seperti hukum Coulomb, medan listrik, dan hukum Gauss beserta penerapannya dalam menyelesaikan masalah-masalah listrik statis. Diberikan juga contoh soal dan penyelesaiannya.

1. SK/KD
INDIKATOR
MATERI
KUIS
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
LISTRIKSTATIS
Media Pembelajaran Fisika
ASKARIA (F1051151052)
OKTAVIANUS LIYU (F1051151021)
POLMER LUMBAN TOBING (F1052151014)

2. SK/KD
INDIKATOR
MATERI
KUIS
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
KOMPETENSI DASAR
Menerapkan konsep gaya listrik, medan listrik dan hukum Gauss
pada suatu distribusi muatan.
STANDAR KOMPETENSI
Menerapkan konsep kelistrikan (baik statis maupun dinamis dan
kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan
berbagai produk teknologi.

3. SK/KD
INDIKATOR
MATERI
KUIS
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
INDIKATOR
1. Memformulasikan hukum Coulomb
2. Memformulasikan medan listrik oleh distribusi muatan listrik
3. Memformulasikan Hukum Gauss
4. Mengaplikasikan Hukum Coulomb dan Gauss untuk mencari medan
listrik bagi distribusi muatan kontinu.

4. UNIVERSITAS TANJUNGPURA
LISTRIK STATIS
1. Sifat-sifat Muatan Listrik
2. Formulasi Hukum Coulomb
3. Menggambar vektor gaya
Coulomb
4. Resultan dua gaya Coulomb
yang segaris
5. Kuat Medan Listrik
6. Hukum Gauss
7. Formulasi Hukum Gauss

5. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 5
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Sifat-sifat Muatan Listrik
1. Muatan listrik digolongkan menjadi dua jenis yaitu muatan listrik
positif dan muatan listrik negatif.
2. Muatan listrik yang sejenis akan saling tolak-menolak dan muatan
listrik yang tak sejenis tarik-menarik.
Contoh Interaksi Muatan-muatan Listrik
KLIK

6. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 6
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Ada empat buah muatan A, B, C, dan D. A menarik B, A menolak C, C menarik D, dan D
bermuatan positif. Tentukan jenis muatan-muatan lainnya!
Jawab:
C menarik D berarti C berlawanan jenis dengan D. Karen D bermuatan positif maka C
bermuatan negatif. A menolak C berarti A sejenis dengan C. Karena C bermuatan
negatif maka tentu A bermuatan negatif. A menarik B berarti A berlawanan jenis
dengan B. Karena A bermuatan negatif maka tentu B bermuatan positif.
Sifat-sifat Muatan Listrik

7. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 7
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Besar gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik sebanding dengan muatan-
muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.
Secara matematis hukum Coulomb dinyatakan sebagai berikut:
F = k
𝑞1 𝑞2
𝑟2
Dimana :
F = gaya tolak atau gaya tarik antara kedua muatan (N)
k = tetapan / konstanta = 9 x 109 Nm2C-2 untuk benda yang berada di dalam medium
vakum (udara) dimana k = dan εo = 8,85 x 10-12C2N-1m2
q = besar muatan (C, dimana 1 μC = 10-6 C dan 1 nC = 10-9 C)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Formulasi Hukum Coulomb

8. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 8
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam menggambar vektor gaya Coulomb yaitu:
1. muatan sejenis tolak-menolak, muatan tak sejenis tarik-menarik.
2. vektor gaya Coulomb F terletak pada garis hubung kedua muatan.
Perhatikan gambar di samping ini:
Menggambar vektor gaya
Coulomb

9. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 9
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Sebuah partikel bermuatan +2 μC diletakkan pada garis hubung diantara partikel-partikel bermuatan -2
μC dan -4 μC yang berjarak 0,4 m. Tentukan besar gaya pada partikel bermuatan +2 μC jika diletakkan di
tengah-tengah kedua partikel bermuatan negatif!
Penyelesaian:
Diketahui:
q1 = -2 μC = -2 x 10-6 C
q2 = -4 μC = -4 x 10-6 C
q3 = 2 μC = 2 x 10-6 C
k = 9 x 109 Nm2C-2
Ditanya:
F = ….? jika r31 = r32
Jawab:
Untuk r31 = r32 = a = 0,2 m
Arah ke kanan ditetapkan sebagai gaya positif maka:
F = F32 + (-F31)
Resultan dua gaya Coulomb
yang segaris

10. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 10
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
F31 = k
q3q1
r2 = 9x109
(2x10−6
)(2x10−6
)
4x10−2
F31 = 9x10−1
= 0,9
F32 = k
q3q2
r2 = 9x109
(2x10−6
)(4x10−6
)
4x10−2
F32 = 18x10−1 = 1,8
F = F32 + (-F31) = 1,8 – 0,9 = 0,9 N
Tanda positif menyatakan bahwa arah resultan gaya pada q3 berarah ke
kanan atau mendekati q2.
Catatan: Dalam perhitungan besar gaya Coulomb, tanda muatan tidak
dimasukkan. Tanda muatan hanya digambarkan pada vektor gaya
Coulomb, untuk menentukan gaya tolak atau gaya tarik.
Resultan dua gaya Coulomb
yang segaris

11. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 11
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Jika ada muatan q2 yang berada di sekitar muatan lain q1 maka muatan q2 akan merasakan
gaya Coulomb dari q1. Daerah yang masih merasakan pengaruh gaya Coulomb ini
dinamakan medan listrik. Medan listrik ini didefinisikan sebagai gaya yang dirasakan oleh muatan
uji positif 1 C.
Dua hal yang perlu diperhatikan untuk menggambar vektor kuat medan listrik pada suatu
titik adalah
1. vektor E menjauhi muatan sumber positif (gambar pertama) dan mendekati muatan sumber
negatif (gambar kedua)
2. vektor E memiliki garis kerja sepanjang garis hubung antara muatan sumber dengan titik yang
akan dilukis vektor kuat medannya.
Kuat Medan Listrik

12. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 12
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Sedangkan besar medan listrik dinamakan kuat medan listrik dirumuskan seperti berikut.
E =
𝐹
𝑞2
=
k
q3q1
r2
𝑞2
= k
𝑞1
𝑟2
dengan
F = Gaya Coulomb (N)
E = kuat medan listrik (N/C)
q = muatan listrik (coulomb)
r = jarak titik dari muatan (m)
k = 9 x 109 Nm2/C2
Kuat Medan Listrik

13. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 13
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
6. Hukum Gauss
Pengertian Garis-garis Gaya Listrik
Medan listrik dapat divisualkan dengan menggunakan garis-garis
medan listrik (ada juga yang menyebutnya garis-garis gaya listrik).
Tiga hal tentang garis-garis medan listrik:
1. Garis-garis medan listrik tidak pernah berpotongan.
2. Garis-garis medan listrik selalu mengarah radial ke luar
menjauhi muatan positif (gambar a) dan radial ke dalam
mendekati muatan negatif.
3. Tempat di mana garis-garis medan listrik rapat menyatakan
tempat yang medan listriknya kuat. Sedangkan tempat dimana
garis-garis medan listrik renggang menyatakan tempat yang
medan listriknya lemah.

14. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 14
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Teknik sederhana untuk menentukan kuat medan listrik bagi distribusi muatan kontinu
dikembangkan oleh Karl Friedrich Gauss (1777 – 1855). Sebelum membahas tentang
hukum ini lebih jauh, akan dibahas terlebih dahulu mengenai konsep fluks listrik.
Fluks listrik didefinisikan sebagai jumlah garis-garis medan listrik yang menembus
tegak lurus suatu bidang.
7. Formulasi Hukum Gauss

15. Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
19/09/2017 15
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
Secara matematis fluks listrik dirumuskan dengan:
Ф = E x A
Dimana:
Ф = fluks listrik (NC-1m2 atau disebut Weber)
E = kuat medan listrik (N/C)
A = luas bidang (m2)
Jika garis-garis medan listrik menembus suatu bidang dengan tidak tegak lurus maka fluks listrik
dapat ditentukan dengan:
Ф = E A cos θ
Dengan θ adalah sudut yang dibentuk oleh garis medan listrik dengan garis normal bidang (n).
7. Formulasi Hukum Gauss

16. SK/KD
INDIKATOR
MATERI
KUIS
UNIVERSITAS TANJUNGPURA