BAB 1

ELEKTROSTATIKA : HUKUM COULUMB DAN HUKUM GAUS

(Bagian 1)

A. Definisi

• Elektrostatika adalah cabang fisika yang mempelajari gaya dan
  interaksi antara muatan-muatan listrik dalam keadaan diam.
• Elektrostatika mempelajari muatan listrik, gaya elektrostatik, dan
  medan listrik yang dihasilkan oleh muatan.
• Muatan Listrik: Properti fisik benda yang menyebabkan gaya tarik
  menarik atau tolak-menolak dengan muatan lainnya.

B. Muatan Listrik

Terdapat dua jenis muatan:

1. Muatan Positif (+): Contoh, proton
2. Muatan Negatif (-): Contoh, elektron

Sifat Muatan:

• Hukum kekekalan muatan: Muatan total dalam sistem tertutup selalu konstan.
• Interaksi antar muatan: Muatan sejenis akan saling menolak, sementara
  muatan berlainan jenis saling menarik.

C. Fenomena Listrik Statis 

2600 tahun yang lalu, Thales of Miletus (seorang filsuf yang mengawali sejarah filsafat Barat pada abad ke-6 SM ) telah memperhatikan fenomena sebuah benda fosil mirip kaca atau resin yang digosokkan dapat menarik benda-benda tertentu secara “ajaib”, misalnya pakaian yang terbuat dari bulu binatang (fur).

Pada tahun 1600-an, William Gilbert menamai gejala batu ambar ini dan
gejala apapun yang serupa sebagai Electric (dalam bahasa Yunani batu
ambar disebut electron) atau dalam bahasa Indonesia disebut listrik (bukan elektron).

Pada Tahun 1700-an, seorang Ilmuan bernama Du Fay menunjukkan bahwa ada dua jenis gejala kelistrikan statik. resinous(-) dan vitreous(+).

Benjamin Franklin pada tahun 1752 kemudian menyatakan bahwa fenomena kilat dan batu ambar merupakan gejala yang sama dan menamakan (memberi tanda) kedua jenis listrik (muatan listrik) ini sebagai positif (+) dan negatif (-) franklin

Robert A. Millikan (1869-1953) mencari harga muatan yang paling kecil hasilnya ternyata 1,6 x 10-19 Coulomb (Elektron) melalui percobaan tetes-minyak Millikan.

D. Penyebab Gejala Listrik Statis

• Setiap benda terdiri dari muatan-muatan listrik elektron, proton dll
• Benda yang “tidak memiliki muatan” adalah benda dengan jumlah
  muatan negatif dan positif yang seimbang, sehingga total muatan
  netral atau nol.

• Muatan listrik dari benda dapat berpindah jika berinteraksi
  dengan benda lain, misalnya dengan cara digosokkan. Contoh
  kaca digosok kain sutera.
• Contoh jika batang gelas digosok oleh kain sutra, elektron dari gelas berpindah ke kain sehingga batang gelas bermuatan positif dan menarik balon konduktor yang bermuatan negatif
• Balon kemudian diberi muatan positif dengan menyentuhkan batang gelas, sehingga keduanya sekarang bermuatan positif dan akan saling menolak
• Jika batang gelas digosok oleh bulu hewan, muatan positif dari batang gelas berpindah ke bulu hewan sehingga batang gelas sekarang bermuatan negatif dan akan menarik balon konduktor yang telah bermuatan positif

E. Gaya Elektrostatik

Berapa besar gaya elektrostatik?

• Pada tahun 1768, melalui sebuah percobaan, Coulomb mendapatkan Gaya elektrostatik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar
  benda/muatan dan sebanding dengan besarnya muatan benda tersebut.
• Bunyi Hukum Coulomb:
  "Gaya elektrostatik antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali besar muatan-muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan."

• Karena itu gaya elektrostatik sering disebut gaya Coulomb
• Eskperimen pembuktian hukum Coulomb dilakukan oleh Coulomb sendiri menggunakan neraca torsi. Neraca torsi adalah neraca yang dapat mengukur gaya yang sangat kecil. Neraca ini juga dirancang oleh Coulomb sendiri tahun 1777

• Percobaan serupa dilakukan oleh Henry Cavendish tahun 1798 untuk membuktikan hukum gravitasi Newton.

Untuk Lebih Jelasnya Bisa Donlod Materi Pada Link di Bawah Ini :