Listrik Statis

A. Pengertian Listrik Statis

Listrik statis adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari muatan listrik dalam keadaan diam. Dengan adanya muatan listrik, sebuah benda mempunyai kemampuan menarik benda-benda kecil dan ringan yang ada didekatnya. Gejala kelistrikan yang demikian disebut listrik statis, yaitu listrik yang tidak mengalir atau listrik yang muatan-muatannya dalam keadaan diam. Eksperimen ilmiah tentang listrik atau gejala kelistrikan pertama kali dilakukan oleh seorang yunani yang bernama Thales Miletus (625-547 SM)

B. Muatan Listrik

Pada umumnya benda bersifat netral. Pemberian muatan listrik pada benda dapat dilakukan dengan menggosok permukaan benda dengan benda lain. Setelah benda bermuatan listrik, muatannya diam pada benda itu. Selanjutnya, muatan listrik itu dinamakan muatan listrik statis atau muatan listrik diam

1. Struktur Atom

Atom adalah bagian terkecil dari suatu benda yang tidak dapat dibagi-bagi lagi secara ilmiah. Bagaimanakah bentuk atom itu? Tersusun dari apa sajakah atom itu? Teori atom menyebutkan bahwa zat terdiri dari atom-atom. Setiap atom terdiri atas inti atom(nukleon)yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh satu atau lebih elektron yang bermuatan negatif. Elektron berputar mengelilingi inti atom sehingga membentuk suatu lintasan yang disebut lintasan elktron. Berikut gambar atom:

Satuan muatan listrik menurut SI adalah coulomb. Besarnya muatan ditentukan oleh besarnya gaya yang dihasilkan. Jika sebuah benda bermuatan negatif sebesar 5 coulomb, artinya benda tersebut kelebihan elektron sebanyak 5 coulomb, begitu pula sebaliknya.

2. Interaksi Dua Buah Muatan Listrik

Interaksi pada dua muatan yang berlainan jenis yang saling didekatkan akan berbeda dengan dua muatan sejenis yang saling didekatkan. Interaksi antara dua buah muatan listrik yang saling didekatkan disebut gaya listrik. Gaya yang terjadi antara dua buah muatan listrik disebut gaya elekrostatis.Jadi dapat disimpulkan bahwa dua muatan yang sejenis jika didekatkan akan tolak-menolak, sedangkan dua muatan yang tidak sejenis akan tarik-menarik.

3. Hukum Coulomb

Diketahui bahwa gaya listrik yang bekerja pada dua muatan mempunyai sifat-sifat berikut:

• Gaya listrik antara dua muatan sebandung dengan besar muatan masing-masing.
• Gaya listrik antara dua muatan berebanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua muatan tersebut.
• Gaya listrik antara dua muatan berlawanan adalah tarik-menarik, sedangkan muatan yang sejenis tolak-menolak.
• Gaya listrik antara dua muatan bekerja pada garis penghubung antara kedua muatan tersebut.

Hubungan antara gaya tarik atau gaya tolak antara kedua muatan, ditulis dalam hukum coulomb yang berbunyi:

Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak dua muatan listrik sebanding dengan besarnya masing-masing muatan listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan

MANFAAT BUNYI PANTUL

1.Mengukur cepat rambat bunyi
cara mengukur cepat rambat bunyi dalam prinsip ini cukup mudah yaitudengan cara mengukur waktu yang diperlukan bunyi sejak keluar dari sumberbunyi sampai kembali ke tempat semula . kemudian kita mengukur jaraksumber bunyi ke tempat pemantul . dengan melakukan pengukuran ini kitadapat mengetahui cepat rambat bunyi di udara .v=
t s
2
dengan v = cepat rambat bunyi ( m / s ) , s = jarak ( m ) , dan t = waktu ( s ) . jika cepat rambat bunyi sudah di ketahui pemantulan bunyi dapat digunakanuntuk mengukur jarak .s =
21
vtdengan mengukur waktu yg di perlukan bunyi sejak dipancarkan sampai ditangkap kembali, jarak pemantuL dari sumber bunyi dapat dihitung .
Mengukur Kedalaman Laut
Cepat rambat bunyi dalam air laut sudah diketahui . untuk mengukurkedalaman laut , kapal memancarkan bunyi ke dasar laut . pada dasar kapalterdapat pendeteksi bunyi ( detektor ) . detektor ini menghasilkan gelombanglistrik jika mendapat bunyi pantul . dengan mengukur waktu yang diperlukansejak bunyi dipancarkan sampai ditangkap kembali oleh detektor , kedalamanlaut di bawah posisi kapal dapat ditentukan dengan demikian kedalaman lautsuatu wilayah dapat dipetakan dengan teliti.

2.Mengetahui Kandungan Ikan di bawah laut
Dengan mengarahkan gelombang bunyi ke dalam laut kita dapat mengetahuikandungan ikan di bawah laut . sebagian gelombang akan dipantulkan olehikan-ikan yang berenang di bawah permukaan laut . kita dapat membedakangelombang pantul benda yang diam dan benda yang bergerak.

3.Mengukur panjang lorong gua
Dengan mengarahkan gelombang bunyi ke dalam gua kita dapat mengetahuipanjang lorong gua . gelombang tersebut akan dipantulkan oleh dinding gua .dengan mengukur waktu yang di perlukan gelombang kembali ke pengirimsetelah dipantulkan oleh dinding gua panjang lorong gua dapat ditentukan.

4.Menyelidiki lapisan bumi
gelombang sebenarnya tidak harus dipantulkan oleh benda yang keras ,pantulan pada benda yang lunak itu sebenarnya terjadi yaitu pemantulan , danpenerusan . kulit bumi terdiri dari berbagai lapisan bahan . jika gelombangbunyi dihasilkan dipermukaan ( contoh : meledakan dinamit ) , gelombangtersebut merambat masuk ke kulit bumi sebelah dalam. Setelah menjumpailapisan kulit bumi yg berbeda sebagian dr gelombang tsb akan di pantulkan .dengan mengukur waktu yang diperlukan gelombang pantul kembali kepermukaan bumi kedalaman suatu lapisan dapat di tentukan . manfaat :menyelidiki kandungan barang tambang . dengan demikian . dapat diketahuibarang dan jumlah barang tsb .

KUALITAS BUNYI

Karakter bunyi yang khas disebut kualitas bunyi . kualitas bunyi seringdisebut timbre atau warna bunyi . kualitas bunyi inilah yang membedakanbunyi yg dikeluarkan oleh berbagai jenis alat musik . kualitas bunyibergantung pada nada atas dan nada dasar

RESONANSI BUNYI

Jika sebuah kendaraan berat (misalnya truk) melintas cukup dekat dengan rumahmu, kamu dapat merasakan lantai dan kaca rumahmu terasa bergetar. Atau, ketika ada halilintar, kaca rumahmu terasa bergetar. Mengapa ini terjadi?

Contoh-contoh kejadian sehari-hari di atas merupakan peristiwa resonansi bunyi. Ketika garputala bergetar, getaran tersebut mampu mengusik udara di sekelilingnya sehingga menimbulkan bunyi. Getaran ini diteruskan oleh partikel-partikel udara sehingga garputala lain yang mempunyai frekuensi sama dan jaraknya berdekatan akan bergetar dan menimbulkan gelombang bunyi pula. Garputala yang mempunyai frekuensi berbeda tidak akan terpengaruh oleh getaran gelombang bunyi ini. Oleh karena itu garputala yang mempunyai frekuensi berbeda tidak akan bergetar.

Jadi, dapat diambil suatu kesimpulan bahwa jika sebuah benda bergetar, benda lain yang mempunyai frekuensi sama dan berada dalam daerah rambatan getaran benda tersebut akan bergetar. Peristiwa ini disebut sebagai resonansi. Sebagian alat musik seperti gitar memanfaatkan peristiwa resonansi ini untuk menghasilkan suara yang lebih nyaring. Gitar biasanya mempunyai sebuah kotak udara. Partikel-partikel udara di dalam kotak udara ini akan ikut bergetar ketika senar gitar dipetik. Udara di dalam kotak gitar beresonansi dengan kawat yang bergetar. Hal ini dapat diamati jika senar gitar dibentangkan dan dipetik jauh dari lubang gitar, suara senar ini tidak akan nyaring seperti ketika dipetik di dekat kotak udara.

Resonansi, selain membawa manfaat juga menimbulkan kerugian. Kerugian akibat resonansi antara lain adalah ketika terjadi gempa, bumi bergetar dan getaran ini diteruskan ke segala arah. Getaran bumi dapat diakibatkan oleh peristiwa-peristiwa yang terjadi di perut bumi, misalnya terjadinya dislokasi di dalam perut bumi sehingga bumi bergetar yang dapat kita rasakan sebagai gempa. Jika getaran gempa ini sampai ke permukaan dan sampai di pemukiman, gedung-gedung yang ada di permukaan bumi akan bergetar. Jika frekuensi getaran gempa sangat besar dan getaran gedung-gedung ini melebihi frekuensi alamiahnya, gedung-gedung ini akan roboh. Selain gempa bumi, angin juga dapat membuat sebuah jembatan bergetar dan jika getarannya melebihi frekuensi alamiahnya, jembatan tersebut akan roboh.

CARA MEMBUAT ORGAN BOTOL

Keterangan: Gunakan botol berisi air untuk membuat suara di berbagai getaran lapangan.



Tujuan:
1.) Memahami bahwa suara yang dihasilkan oleh benda bergetar dan pitch yang tergantung pada seberapa cepat atau lambat gelombang suara bergetar.

bahan:
1.) 4-8 botol kaca dengan ukuran dan bentuk yang sama
2.) Sendok atau tongkat
3.) Pita
4.) Pena
5.) Kertas

prosedur:
1.) Isi botol dengan air di ketinggian lulus.
2.) Isi botol pertama 6 cm penuh, botol kedua 8 cm penuh, botol ketiga 10 cm penuh, dll
3.) Pukullah setiap botol dengan sendok atau tongkat dan mendengarkan variasi suara. Amati air seperti dipukul. Apakah bergerak atau bergetar dalam gelombang atau riak?
4.) Nomor dan label botol dengan pita.
5.) Menyusun lagu.
6.) Catat urutan jumlah lagu Anda.

penjelasan:
Suara diciptakan dengan cara menggetarkan energi. Ketika botol berisi air pada tingkat yang berbeda disadap oleh tongkat atau sendok mereka menciptakan gelombang yang berbeda atau getaran lapangan. Lapangan tergantung pada seberapa sering perjalanan gelombang. Tinggi memiliki suara bernada gelombang frekuensi tinggi (berdekatan). Suara rendah memiliki gelombang yang jauh terpisah. Memvariasikan getaran udara adalah prinsip dasar untuk semua instrumen musik termasuk pipa, angin, tabuh, dan instrumen senar.

GAUNG DAN GEMA

Bunyi ada yang dipantulkan dengan selang waktu antara suara asli dan pantulan kecil sekali sehingga seolah-olah bunyi tersebut bersamaan dengan suara aslinya. Ada juga pemantulan bunyi yang selang waktu antara bunyi asli dan pantulannya cukup besar. Sehingga bunyi asli dan bunyi pantulan terdengar sangat jelas. Perbedaan selang waktu antara bunyi asli dan pantulannya dipengaruhi oleh jarak sumber bunyi dan pemantul. Bunyi pantul dapat dibedakan menjadi gaung dan gema. 

Gaung 

Ketika kamu berbicara di dalam sebuah gedung yang besar, dinding gedung ini akan memantulkan suaramu. Biasanya, selang waktu antara bunyi asli dan pantulannya di dalam gedung sangat kecil. Sehingga bunyi pantulan ini bersifat merugikan karena dapat menggangu kejelasan bunyi asli.

Pemantulan bunyi yang seperti ini dinamakan gaung. Untuk menghindari peristiwa ini, gedung-gedung yang mempunyai ruangan besar seperti aula telah dirancang supaya gaung tersebut tidak terjadi. Upaya ini dapat dilakukan dengan melapisi dinding dengan bahan yang bersifat tidak memantulkan bunyi atau dilapisi oleh zat kedap (peredam) suara. Contoh bahan peredam bunyi adalah gabus, kapas, dan wool. Ruangan yang tidak menghasilkan gaung sering disebut ruangan yang mempunyai akustik bagus. Selain melapisi dinding dengan zat kedap suara, struktur bangunannya pun dibuat khusus. Perhatikan langit-langit dan dinding auditorium, dinding dan langit-langit ini tidak dibuat rata, pasti ada bagian yang cembung. Hal ini dimaksudkan agar bunyi yang mengenai dinding tersebut dipantulkan tidak teratur sehingga pada akhirnya gelombang pantul ini tidak dapat terdengar. 

Gema 

Terjadinya gema hampir sama dengan gaung yaitu terjadi karena pantulan bunyi. Namun, gema hanya terjadi bila sumber bunyi dan dinding pemantul jaraknya jauh, lebih jauh daripada jarak sumber bunyi dan pemantul pada gaung. Gema dapat terjadi di alam terbuka seperti di lembah atau jurang. Tidak seperti pemantulan pada gaung, pemantulan pada gema terjadi setelah bunyi (misalnya teriakanmu) selesai diucapkan.

Test