Listrik Statis - IPA SMP/MTs (Deep Learning)

Listrik Statis — Materi Deep Learning (IPA SMP/MTs)

Pembahasan mendalam, eksperimen praktis, dan latihan soal lengkap untuk siswa SMP/MTs.

Tujuan Pembelajaran

• Menjelaskan konsep muatan listrik dan cara terbentuknya listrik statis.
• Membedakan antara konduktor dan isolator serta contoh sehari-hari.
• Melakukan percobaan sederhana untuk mengamati gaya listrik statis (tarik-menarik/ tolak-menolak).
• Menghubungkan fenomena listrik statis dengan penerapan dan keselamatan.

Ringkasan Materi (Inti)

Apa itu listrik statis?

Listrik statis adalah muatan listrik yang berkumpul pada permukaan benda dan cenderung tetap (statis), bukan mengalir seperti pada listrik dinamis. Muatan disebabkan oleh transfer elektron antara benda (misal digosok), sehingga satu benda menjadi bermuatan negatif (kelebihan elektron) dan benda lain bermuatan positif (kekurangan elektron).

Muatan dan tanda muatan

Muatan listrik ada dua jenis: positif (+) dan negatif (−). Muatan sejenis tolak-menolak, muatan tak sejenis tarik-menarik.

Konduktor vs Isolator

Konduktor

Contoh: tembaga, aluminium, tubuh manusia

Elektron dapat bergerak bebas pada konduktor → muatan mudah berpindah.

Isolator

Contoh: karet, plastik, kaca

Elektron tidak mudah berpindah pada isolator → muatan cenderung tetap di tempatnya.

Gaya listrik (sederhana)

Gaya antara muatan dapat menarik atau menolak. Pada tingkat SMA/lanjutan kita gunakan Hukum Coulomb, namun di SMP cukup dikenal konsep: semakin dekat dua muatan → gaya semakin kuat.

Aplikasi & fenomena sehari-hari

• Balon yang menempel di dinding setelah digosok.
• Petir — pelepasan muatan listrik skala besar di atmosfer.
• Debu menempel pada layar TV tua (CRT) karena muatan statis.

Langkah Pembelajaran Mendalam (Deep Learning pendekatan kelas)

1. Aktivasi pengetahuan awal: guru tanya: "Pernahkah kamu merasa rambut berdiri setelah menyisir?" Diskusi singkat.
2. Eksplorasi praktis: lakukan percobaan sederhana (lihat bagian eksperimen).
3. Konsep formal: jelaskan transfer elektron, konduktor/isolator, gaya tarik/tolak.
4. Visualisasi dan analogi: gunakan model partikel (mis. bola bermuatan) untuk menggambarkan interaksi.
5. Refleksi & aplikasi: siswa menuliskan dua contoh penerapan dan satu langkah keselamatan pada listrik statis.
6. Evaluasi berbasis tugas: kuis, tugas laporan percobaan, presentasi kelompok.

Pendekatan ini dibuat agar siswa tidak hanya menghafal, tetapi mengerti dan mampu menerapkan konsep.

Eksperimen Sederhana (Aman untuk kelas)

1) Balon dan kertas (Menyelidiki tarik-menarik)

1. Alat: balon, kertas tisu/serpihan kertas kecil, kain wol atau rambut.
2. Gosok balon pada kain wol atau rambut selama 10–20 detik.
3. Letakkan balon dekat serpihan kertas. Amati apa yang terjadi.
4. Catat: apakah kertas tertarik? apakah terdapat jarak kerja tertentu?

Penjelasan: setelah digosok, balon bermuatan negatif sehingga menarik kertas yang netral dengan menyebabkan pemisahan muatan lokal pada kertas.

2) Sisir plastik dan air (Mengamati pembelokan aliran air)

1. Alat: sisir plastik, keran air tipis mengalir (arus kecil).
2. Gosok sisir pada rambut kering lalu dekatkan sisir ke aliran air tipis tersebut.
3. Amati: aliran air akan sedikit membelok ke arah sisir.

Penjelasan: sisir bermuatan mempolarisasi molekul air dan menariknya.

3) Elektroskop sederhana (observasi muatan)

1. Alat: tutup botol/kertas aluminium kecil, batang plastik, kertas timah kecil (alternatif: gunakan model sederhana di kelas).
2. Buat model yang menunjukkan adanya pergeseran bagian saat diberi muatan.

Eksperimen yang lebih aman & sederhana cocok untuk SMP. Pastikan guru/siswa memegang alat dengan hati-hati dan jauh dari peralatan elektronik sensitif.

Keselamatan

• Jangan melakukan eksperimen dengan muatan tinggi atau sumber listrik besar.
• Jauhkan eksperimen dari perangkat elektronik sensitif dan alat yang mudah terbakar.
• Gunakan alat pelindung sederhana bila perlu (mis. permukaan datar, ruang kering).

Latihan Soal

10 soal pilihan ganda dan 5 soal uraian. Kunci jawaban tersedia dan dapat ditampilkan menggunakan tombol di bawah.

1. Ketika balon digosok pada kain wol, balon menjadi ...
   A. Bermuatan positif  
   B. Bermuatan negatif  
   C. Tetap netral  
   D. Menghasilkan arus listrik
2. Dua benda bermuatan sama akan...
   A. Tarik-menarik  
   B. Tolak-menolak  
   C. Tidak berpengaruh  
   D. Menjadi netral
3. Contoh isolator adalah...
   A. Tembaga  
   B. Aluminium  
   C. Plastik  
   D. Emas
4. Mengapa rambut bisa berdiri setelah menyisir dengan sisir plastik?
   A. Karena sisir memanaskan rambut  
   B. Karena sisir memberi muatan sehingga rambut saling tolak-menolak  
   C. Karena rambut basah  
   D. Karena rambut menjadi lebih berat
5. Saat sisir bermuatan didekatkan ke aliran air kecil, aliran air membelok karena...
   A. Gaya gravitasi  
   B. Polarisasi muatan pada molekul air  
   C. Perbedaan suhu  
   D. Aliran listrik
6. Pernyataan benar tentang muatan:
   A. Muatan positif berarti lebih banyak elektron  
   B. Muatan negatif berarti lebih banyak elektron  
   C. Muatan selalu bergerak ke atas  
   D. Muatan tidak memengaruhi benda lain
7. Alat di bawah ini yang paling sensitif untuk mendeteksi muatan adalah...
   A. Kompas  
   B. Elektroskop  
   C. Thermometer  
   D. Mikroskop
8. Petir termasuk contoh fenomena listrik statis karena...
   A. Adanya aliran air besar  
   B. Pelepasan muatan antar awan  
   C. Getaran suara yang kuat  
   D. Sinar matahari
9. Jika dua benda netral didekatkan, tetapi salah satu dipolarisasi, maka akan...
   A. Selalu tolak-menolak  
   B. Selalu tarik-menarik  
   C. Tergantung polarisasi  
   D. Tidak berubah
10. Manakah yang bukan cara untuk menghilangkan muatan statis?
    A. Menggunakan penguap udara lembap  
    B. Menyentuh bumi (grounding)  
    C. Menggosok benda lebih keras  
    D. Menambah kelembapan ruangan

Soal Uraian (5 soal)

11. Jelaskan dengan kata-katamu sendiri bagaimana sebuah balon dapat menempel pada dinding setelah digosok!
12. Apa perbedaan utama antara konduktor dan isolator? Beri dua contoh masing-masing.
13. Gambarkan langkah-langkah percobaan sisir dan air, lalu tuliskan hasil pengamatan yang mungkin muncul.
14. Mengapa tingkat kelembapan udara memengaruhi kejadian listrik statis di rumah pada musim kemarau?
15. Sebutkan dua contoh penerapan listrik statis dalam kehidupan dan jelaskan cara kerjanya singkat.

Kunci Jawaban (Ringkas)

1. B
2. B
3. C
4. B
5. B
6. B
7. B
8. B
9. C
10. C

Contoh Jawaban Uraian

1. Balon digosok mengambil elektron dari kain → balon bermuatan negatif, dinding netral mengalami polarisasi lokal → sisi dinding yang berdekatan menjadi sedikit bermuatan positif → terjadi tarik-menarik sehingga balon menempel.
2. Konduktor: elektron bergerak bebas (contoh: tembaga, aluminium). Isolator: elektron terikat (contoh: plastik, karet).
3. Langkah: gosok sisir pada rambut lalu dekatkan ke aliran air tipis → air membelok menuju sisir. Pengamatan: aliran air membelok, semakin dekat efek semakin kuat.
4. Udara kering mengurangi kelembapan sehingga muatan tidak mudah hilang ke udara; muatan statis lebih mudah menumpuk pada benda.
5. Contoh: (a) Printer laser memanfaatkan listrik statis untuk menarik toner ke kertas; (b) Pengumpul debu elektrostatik di pabrik memanfaatkan muatan untuk menangkap partikel debu.

Penugasan & Aktivitas Lanjutan

• Buat laporan percobaan balon & kertas (lengkapi tujuan, alat, langkah, hasil, kesimpulan).
• Kelompok: buat poster singkat tentang keselamatan petir dan listrik statis.
• Tantangan: cari 3 contoh penerapan listrik statis di industri dan jelaskan satu secara rinci.

Materi ini dibuat untuk siswa SMP/MTs. Silakan modifikasi sesuai kurikulum dan kebutuhan kelas. © Guru IPA