Latihan Fisika II – Teori Hukum Coulomb

1. Distinguish between being electrically neutral, negatively charged, and positively charged and identify excess charge.
2. Distinguish between conductors, nonconductors (insulators), semiconductors, and superconductors.
3. Describe the electrical properties of the particles inside an atom.
4. Identify conduction electrons and explain their role in making a conducting object negatively or positively charged.
5. Identify what is meant by “electrically isolated” and by “grounding.”
6. Explain how a charged object can set up induced charge in a second object.
7. Identify that charges with the same electrical sign repel each other and those with opposite electrical signs attract each other.

---

JAWABAN

1. Suatu atom memiliki inti atom (nukleus) yang berisi neutron dan proton di dalamnya, serta elektron yang mengelilinginya. Neutron bermuatan netral, proton positif dan elektron negatif. Proton dan neutron sangat sukar untuk melepas dirinya sendiri dari atom tersebut, tetapi secara umum elektron yang berada di luar nukleus dapat dengan mudah berpindah-pindah bila bereaksi. Atom pada dasarnya bermuatan netral, yaitu proton dan elektron dalam atom tersebut jumlahnya sama. Atom dikatakan bermuatan positif jika dia melepas satu atau lebih elektron, sedangkan atom dikatakan bermuatan negatif jika dia menerima satu atau lebih elektron. Hal tersebut juga disebut dengan excess charge (kelebihan muatan). Perlu diingat bahwa proton dan neutron ketika suatu atom melepas atau menerima elektron adalah sama.
2. Konduktor adalah bahan yang mudah menghantarkan muatan secara bebas, sedangkan isolator (nun-konduktor) adalah bahan yang sukar menghantarkan secara bebas. Semikonduktor adalah bahan yang memiliki kecenderungan lebih banyak untuk menjadi konduktor, tetapi dapat diatur untuk menjadi isolator juga. Sama halnya dengan konduktor, superkonduktor adalah bahan yang dapat menghantarkan muatan dengan bebas, tetapi dapat menghantarkan lebih bebas lagi tanpa halangan apapun.
3. Suatu atom memiliki inti atom (nukleus) yang berisi neutron dan proton di dalamnya, serta elektron yang mengelilinginya. Neutron bermuatan netral, proton positif dan elektron negatif.
4. Proton dan neutron sangat sukar untuk melepas dari atom, tetapi elektron dapat berpindah-pindah dengan mudah. Ketika suatu objek melepas elektron maka dia akan bermuatan positif, sedangkan ketika menerima elektron maka dia akan bermuatan negatif.
5. Suatu benda yang mudah menghantarkan muatan (konduktor) ketika dilapisi atau diselubungi dengan bahan yang sukar menghantarkan muatan dinamakan “electrically isolated”. Sedangkan grounding adalah cara untuk menghilangkan partikel bermuatan menjadi partikel yang netral. Salah satu caranya dengan menghubungkan jalur arus tersebut ke Bumi.
6. Misalkan, ketika suatu benda netral dipengaruhi oleh suatu benda yang bermuatan positif. Maka daerah sekitar benda netral tersebut akan menjadi negatif dan daerah yang berada di sisi lainnya akan bermuatan positif karena adanya pengaruh dari benda bermuatan positif tersebut. Meskipun awalnya benda tersebut netral, benda tersebut memiliki muatan terinduksi, karena ada beberapa daerah yang positif dan negatif telah terpisahkan karena adanya pengaruh dari benda lain.
7. Jika ada dua muatan didekatkan satu sama lainnya, mereka akan menghasilkan gaya elektrostatik satu dengan lainnya. Arah dari gaya tersebut tergantung dari tanda muatan tersebut. Jika suatu partikel memiliki tanda muatan yang sama, mereka akan saling tolak-menolak. Dengan demikian, vektor gaya dari kedua muatan tersebut akan saling berlawanan arah. Lain halnya jika, kedua muatan tersebut memiliki tanda muatan yang berbeda, mereka akan saling tarik-menarik. Dengan demikian, vektor gaya masing-masing kedua muatan tersebut searah menuju dengan partikel yang lainnya. Persamaan dari gaya elektrostatik tersebut dinamakan Hukum Coulomb setelah ilmuwan bernama Charles-Augustin de Coulomb, melakukan eksperimen di tahun 1785.