LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

 

LISTRIK STATIS

 

Listrik statis terjadi akibat adanya interaksi antar muatan listrik.

Petir terjadi akibat adanya gejala listrik statis. Petir adalah kilatan cahaya yang muncul akibat perpindahan muatan negatif (elektron) antara awan dan awan atau antara awan dan bumi. Petir dapat terjadi karena adanya beda potensial yang sangat besar antara dua awan yang berbeda atau antara awan dengan bumi.

 

A.    Konsep Listrik Statis

1.      Muatan Listrik

Atom tersusun atas partikel subatom yaitu proton (bermuatan positif), neutron (tidak bermuatan), dan elektron (bermuatan negatif). Neutron dan proton membentuk inti atom, sedangkan electron bergerak di sekitar inti atom. Elektron inilah yang memiliki kaitan erat dengan fenomena kelistrikan pada suatu benda.

Benda yang kelebihan elektron disebut benda bermuatan negatif, sedangkan benda yang kekurangan elektron disebut benda bermuatan positif. Jika benda bermuatan positif didekatkan dengan benda bermuatan negatif, akan tarik menarik. Sebaliknya, jika benda bermuatan positif didekatkan dengan benda bermuatan positif, atau benda bermuatan negative didekatkan dengan benda bermuatan negatif, akan tolak menolak. Interaksi kedua muatan tersebut merupakan gejala listrik statis.

Pada umumnya jumlah elektron dan proton pada atom sebuah benda adalah sama, sehingga atom-atom pada benda tersebut tidak bermuatan atau netral. Salah satu cara untuk mengubah benda menjadi bermuatan adalah dengan menggosokkan benda. Sisir atau penggaris plastik yang digosokkan pada rambut kering akan bermuatan negatif karena sisir atau penggaris plastik mengalami kelebihan elektron (elektron dari rambut berpindah ke sisir atau penggaris plastik)

 

2.      Hukum Coulomb

Besarnya gaya tolak atau gaya tarik kedua muatan listrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Hukum Coulomb, yaitu

dengan:

Fc = gaya Coulomb (newton)

k = konstanta = 9 × 10⁹ Nm²/C²

r = jarak antara dua muatan (meter)

q₁ = besar muatan listrik benda pertama (coulomb)

q₂ = besar muatan listrik benda kedua (coulomb)

 

Coulomb menyimpulkan interaksi dua benda yang bermuatan sebagai berikut.

a.       Semakin besar jarak kedua benda yang bermuatan, semakin kecil gaya listrik antara benda tersebut dan sebaliknya.

b.      Semakin besar muatan kedua benda, semakin besar gaya listrik antara benda tersebut.

Untuk mengetahui muatan listrik pada benda dengan menggunakan elektroskop. Elektroskop memiliki tiga bagian utama, yaitu kepala elektroskop, daun elektroskop, dan logam penghantar penghubung kepala elektroskop dengan daun elektroskop. Daun elektroskop akan membuka apabila kepala elektroskop didekatkan dengan benda yang bermuatan listrik. 

 

1.      Medan Listrik

Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan yang dapat menimbulkan gaya listrik pada suatu muatan listrik lainnya, atau secara matematis besarnya adalah

Medan listrik dapat digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya ke luar atau 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

Antara dua benda yang memiliki jumlah muatan berbeda akan terjadi selisih potensial atau beda potensial. Secara matematis besar beda potensial adalah:

dengan:

ΔV = beda potensial listrik (volt)

W = energi listrik (joule)

Q = muatan listrik (coulomb)

Arus listrik mengalir karena adanya perbedaan potensial listrik. Secara matematis besar kuat listrik adalah

4.      Beda Potensial dan Energi listrik

Besarnya beda potensial listrik dapat dihitung dengan membandingkan besar energi listrik yang diperlukan dengan jumlah muatan listrik yang dipindahkan, yaitu:

dengan:

ΔV = beda potensial listrik (volt)

W = energi listrik (joule)

Q = muatan listrik (coulomb)

Contoh dari besarnya energi listrik di alam seperti contonya petir. petir adalah kilatan cahaya yang muncul akibat perpindahan muatan negatif (elektron) antara awan dan awan atau antara awan dan bumi. Petir dapat terjadi karenaadanya beda potensial yang sangat besar antara dua awan yang berbeda atau antara awan dengan bumi. Akibatnya akan terjadi lompatan muatan listrik atau perpindahan elektron secara besar-besaran dari awan ke awan atau dari awan ke bumi.

B.    Penerapan Listrik Statis dalam Kehidupan Sehari-hari

1.      Kelistrikan pada Sel Saraf

Tubuh manusia dan hewan dapat menunjukkan adanya gejala kelistrikan, khususnya pada saraf yang disebabkan adanya impuls (sinyal pada sel saraf). Kelistrikan pada tubuh hanya berkaitan dengan komposisi ion yang terdapat dalam tubuh.

Setiap sel saraf terdiri atas tiga bagian, yaitu badan sel saraf, dendrit, dan akson atau neurit. Selain ketiga bagian tersebut, pada sel saraf juga terdapat selubung myelin. Berdasarkan ada dan tidaknya myelin, terdapat dua macam neuron, yaitu neuron yang berselubung myelin dan neuron yang tidak berselubung myelin.

Ternyata, rasa sakit tersebut muncul karena kulit kita menerima rangsangan berupa cubitan. Rangsangan ini selanjutnya diubah oleh sel saraf dalam kulit menjadi impuls. Kajian yang khusus mempelajari tentang aliran impuls pada tubuh manusia disebut biolistrik.

Sel saraf menghantarkan impuls karena terjadi pertukaran ion-ion di dalam dan di luar membran sel saraf. Pertukaran ion tersebut tidak dapat terjadi begitu saja tanpa adanya rangsangan. Rangsangan yang cukup kuat dapat mengaktifkan pompa ion, sehingga menyebabkan terjadinya pertukaran ion. Saat sel saraf tidak menghantarkan impuls, muatan positif Na⁺ melingkupi bagian luar membran sel. Pada kondisi demikian, membran sel saraf bagian luar bermuatan listrik positif dan membran sel bagian dalam bermuatan listrik negatif (Cl^-)

Setiap sel saraf memiliki satu akson yang mendukung terjadinya perambatan atau hantaran arus listrik. Selain akson, penghantar listrik lain di dalam tubuh makhluk hidup adalah cairan tubuh. Cairan tubuh dapat berupa darah, cairan jaringan dan sitosol yang terdapat dalam sitoplasma sel. Pada sel saraf juga terdapat isolator listrik, yaitu selubung myelin pada akson.

Pada akson tidak berselubung myelin, hantaran arus listrik dapat terjadi sepanjang akson. Pada akson berselubung myelin, beda potensial terjadi di daerah akson yang tidak diselubungi myelin atau di daerah yang disebut nodus Ranvier. Tarik menarik muatan listrik terjadi di nodus Ranvier satu dan seterusnya.

Dengan demikian, selain berfungsi sebagai pelindung akson, myelin juga dapat mempercepat terjadinya loncatan muatan listrik pada saraf.

2.      Hewan-Hewan Penghasil Listrik

a.      Ikan Belalai Gajah

Memiliki mulut yang panjang menyerupai bentuk belalai gajah. Ikan ini dilengkapi dengan organ khusus, yang disusun oleh ribuan sel electroplax pada bagian ekor yang mampu menghasilkan listrik statis bertegangan tinggi. Sel electroplax merupakan sel yang menghasilkan muatan negatif pada bagian dalam dan muatan positif pada bagian luar saat ikan belalai gajah dalam keadaan beristirahat. Arus listrik akan muncul pada saat otot ikan berkontraksi dan pada saat yang bersamaan ikan mampu mendeteksi keberadaan predator dan mangsa

b.      Ikan Pari Listrik

Kedua sisi kepala ikan pari listrik mampu menghasilkan listrik hingga sebesar 220 volt. Besar tegangan ini sama seperti besar tegangan listrik yang ada di rumah.

c.      Hiu Kepala Martil

Memiliki ratusan ribu elektroreseptor atau sel penerima rangsang listrik. Hiu kepala martil mampu menerima sinyal listrik hingga setengah miliar volt. Hiu kepala martil biasa menggunakan kemampuan mendeteksi sinyal listrik untuk mengetahui letak mangsa di bawah pasir, menghindari keberadaan predator, dan untuk mendeteksi arus laut yang bergerak sesuai medan magnet bumi.

d.      Echidna

Memiliki moncong memanjang yang berfungsi sebagai pengirim sinyal-sinyal listrik untuk menemukan serangga (mangsa). Elektroreseptor echidna terus menerusdibasahi agar lebih mudah untuk menghantarkan listrik. Hal inilah yang menyebabkan kebanyakan hewan yang memiliki sistem elektroreseptor berasal dari perairan.

e.      Belut Listrik

Penelitian menunjukkan bahwa belut listrik dapat menghasilkan kejutan tanpa lelah selama satu jam. Besarnya jumlah energi listrik yang dihasilkan diyakini dapat menyebabkan kematian pada manusia dewasa.

f.      Lele Listrik

Lele air tawar yang berasal dari perairan tropis di Afrika ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan listrik hingga sebesar 350 volt. Besarnya energi yang dihasilkan lele listrik sama seperti energi listrik yang diperlukan untuk menyalakan komputer selama 45 menit.

selama 45 menit.

 

C.    Penggunaan Listrik Statis dalam Teknologi

1.      Pengendap Elektrostatis pada Cerobong Asap

Pengendap elektrostatis berfungsi untuk membersihkan gas buang yang keluar melalui cerobong asap agar tidak mengandung partikel-partikel kotor yang dapat mencemari udara. Komponen utama yangada pada alat ini adalah kawat yang bermuatan negatif dan pelat logam yang bermuatan positif.

Pada saat asap kotor melewati kawat, beberapa partikel abu akan bermuatan negatif. Setelah itu, pelat logam yang bermuatan positif akan menarik partikel abu tersebut sehingga membentuk jelaga yang mudah dibersihkan

2.      Pengecatan Mobil

Butiran cat mobil akan bermuatan listrik ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara. Butiran cat tersebut akan tertarik ke badan mobil apabila badan mobil diberi muatan yang berlawanan dengan muatan cat.

3.      Mesin Fotokopi

Selain menerapkan konsep optik, mesin fotokopi juga menerapkan konsep listrik statis. Komponen utama pada mesin fotokopi yang menerapkan listrik statis adalah penggunaan toner atau tempat bubuk hitam halus. Toner sengaja dibuat bermuatan negatif sehingga mudah ditarik oleh kertas.

UNTUK VIDEO PEMBELAJARAN MATERI LISTRIK STATIS SILAHKAN BUKA DISINI

atau link https://www.youtube.com/watch?v=mFfjOAo4QTw 

UNTUK LEMBAR KERJA LISTRIK STATIS SILAHKAN BUKA DISINI

atau link https://drive.google.com/file/d/1O0ysWpl_4G7uS-M1ogrbfTAt0586zskt/view?usp=sharing

Latihan soal perkembangbiakan pada hewan dan tumbuhan

 

Latihan soal perkembangbiakan pada hewan dan tumbuhan

 

1.        Reproduksi yang memungkinkan tumbuhan mewarisi semua karakteristik atau sifat hanya dari satu induk adalah perkembangbiakan secara ....

A.        alami

B.        seksual

C.        generatif

D.        vegetatif

2.       Perkembangbiakan vegetatif buatan dapat dilakukan dengan ....

A.        merunduk, enten, okulasi

B.        merunduk, enten, umbi lapis

C.        okulasi, stolon, tunas adventif

D.        rhizoma, enten, tunas adventif

3. 

A.        keturunan dari tanaman bunga A akan terlihat seperti tanaman bunga B

B.        keturunan dari tanaman bunga B akan terlihat seperti tanaman bunga A

C.        keturunan dari tanaman bunga B akan terlihat seperti tanaman bunga A dan tanaman bunga B

D.        tidak akan terbentuk keturunan karena serbuk sari berasal dari jenis tanaman yang berbeda

4. 

A.        2, 1, 3, 4

B.        2, 1, 4, 3

C.        3, 2, 1, 4

D.        4, 2, 3, 1

5.        Dayu meletakkan beberapa biji kacang di piring yang diberi kapas basah. Siti juga menaruh beberapa biji kacang di piring dekat piring Dayu dan merendamnya dalam air. Setelah dua hari biji kacang milik Dayu tumbuh berkecambah sedangkan biji kacang milik Siti tidak tumbuh. Penyebab tidak tumbuhnya biji kacang milik Siti adalah ....

A.        biji kacang milik Siti memerlukan lebih banyak udara

B.        biji kacang milik Siti memerlukan lebih banyak cahaya

C.        Siti tidak menaruh piring di tempat yang cukup hangat

D.        Siti seharusnya menggunakan jenis biji kacang yang berbeda

6.       Peristiwa yang terjadi selama fertilisasi pada hewan adalah ....

A.        pembelahan sel telur

B.        perkembangan embrio

C.        produksi sel sperma dan sel telur

D.        penyatuan inti sel sperma dan inti sel telur

7.       Perlakuan khusus pada serangga jantan agar tidak memproduksi sperma adalah untuk ....

A.        menghasilkan spesies baru serangga

B.        meningkatkan jumlah serangga betina

C.        mengurangi jumlah populasi serangga

D.        mencegah serangga melakukan fertilisasi

8.       Untuk mencari tahu apakah biji tumbuh lebih baik di tempat terang kita dapat melakukan kegiatan ....

A.        meletakkan biji di tempat gelap dan hangat

B.        meletakkan biji di tempat hangat dan terang

C.        meletakkan biji tersebut di tempat terang dingin dan gelap dingin

D.        meletakkan biji satu kelompok di tempat terang dan yang lain di tem pat gelap

9.       Ketika ulat menjadi dewasa, maka bentuknya akan menjadi ....

        A. 

        B. 

        C. 

        D. 

10.        Anak ayam tumbuh di dalam telur selama 21 hari sebelum menetas.

Cadangan makanan anak ayam sebelum menetas adalah ....

A.        makanan dari induk betina

B.        kuning telur yang ada pada telur

C.        putih telur yang mengandung protein albumin

D.        kuning telur dan putih telur yang terdapat di dalam telur

11.       perhatikan bebera jenis perkembangbiakan tumbuhan berikut ini

1. rhizoma

2. merunduk

3. cangkok

4. umbi lapis

5. stolon

6. stek

Perkembangbiakan vegetatif alami ditunjukkan oleh ....

A.             A.     1 , 4 , 5

B.             B.     1 , 2 , 3

C.              C.     3 , 5 , 6

D.             D   2 , 4 , 6

 

12.       perhatikan bebera jenis perkembangbiakan tumbuhan berikut ini

1. rhizoma

2. merunduk

3. cangkok

4. umbi lapis

5. stolon

6. stek

Perkembangbiakan vegetatif buatan ditunjukkan oleh ....

A.                A. 1 , 2 , 4

B.                B.  2 , 3 , 6

C.                 C   3 , 5 , 6

D.                  D  2 , 4 , 5

 

13.       suatu metode perbanyakan tumbuhan dengan cara mengambil suatu bagian dari tanaman, seperti sel atau sekelompok sel, jaringan, atau organ untuk memperbanyak tanaman unggul merupakan metode ….

A.   Kultur jaringan

B.   Vertikultur

C.   Hidroponik

D.   Aeroponik

14.       Teknik budidaya yang cocok untuk daerah perkotaan dengan memanfaatkan lahan yang terbatas dan membuat instalasi lahan secara bertingkat merupakan bentuk teknik budidaya ….

A.     Kultur jaringan

B.     Hidroponik

C.     Vertikultur

D.    Aeroponik

 

15.       Perkembangbiakan aseksual pada hewan dengan cara pematahan atau pemotongan tubuh induk menjadi dua bagian atau lebih yang selanjutnya terjadi tahap regenerasi membentuk bagian tubuh lain yang tidak ada pada bagian tersebut disebut ….

A.     Tunas

B.     Partenogenesis

C.     Membelah diri

D.    Fragmentasi

 

16.       Perkembangbiakan yang dialami semut dan lebah merupakan bentuk perkembangbiakan yang unik dimana di dalam koloninya hanya ratu yang bisa berkembangbiak/bertelur. Bentuk perkembangbiakan yang demikian disebut dengan ....

A.     Tunas

B.     Fragmentasi

C.     Partenogenesis

D.    Membelah diri

17.      Beberapa jenis hewan kyang hidup di perairan seperti ikan melakukan proses peleburan antara sel telur dan sel sperma terjadi di luar tubuh induk betina disebut juga dengan fertilisasi ….

A.     Internal

B.     Eksternal

C.     Vivipar

D.    Ovipar

 

18.       Perhatikan beberapa hewan berikut ini

1. katak

2. rayap

3. kupu-kupu

4. kepik

5. nyamuk

6. capung

Perkembangan hewan yang mengalami metamorfosis sempurna ditunjukkan oleh nomor ….

A.     1 , 3 , 5

B.     2 , 4 , 6

C.     1 , 2 , 3

D.    4 , 5 , 6

 

19.   Perhatikan beberapa hewan berikut ini

1. katak

2. rayap

3. kupu-kupu

4. kepik

5. nyamuk

6. capung

Perkembangan hewan yang mengalami metamorfosis tidak sempurna ditunjukkan oleh nomor ….

A.     1 , 3 , 5

B.     1 , 2 , 3

C.     2 , 4 , 6

D.    4 , 5 , 6

 

20.    Proses memasukkan cairan sperma (semen) dari sapi jantan yang unggul ke dalam saluran perkembangbiakan sapi betina dengan bantuan manusia  disebut ….

A.     Perkembangbiakan vegetatif

B.     Kultur jaringan

C.     Inseminasi buatan

D.    Fragmentasi