LKPD IPA Kelas 9: Listrik Statis: Muatan Listrik dan Gaya Coulomb

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Murid dapat menjelaskan konsep muatan listrik positif dan negatif serta interaksi antarmuatan berdasarkan hasil pengamatan fenomena listrik statis dalam kehidupan sehari-hari.
2. Murid dapat menganalisis besarnya gaya Coulomb antara dua muatan listrik menggunakan hukum Coulomb dan mengaitkannya dengan jarak serta besar muatan.

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap instruksi dengan saksama sebelum mengerjakan.
• Kerjakan secara individu atau kelompok sesuai petunjuk pada setiap kegiatan.
• Gunakan alat dan bahan yang tersedia dengan hati-hati dan bertanggung jawab.
• Tuliskan hasil pengamatan dan jawabanmu dengan jelas dan lengkap.
• Jika ada yang tidak dipahami, jangan ragu untuk bertanya kepada guru atau diskusi dengan teman.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Berburu Listrik Statis di Sekitarmu

Estimasi: 15 menit

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pikirkan dan ingat-ingat pengalamanmu sehari-hari yang berhubungan dengan listrik statis.
2. Tuliskan minimal 3 contoh fenomena listrik statis yang pernah kamu alami atau lihat.
3. Untuk setiap fenomena, jelaskan apa yang terjadi dan benda-benda apa saja yang terlibat.
4. Diskusikan dengan teman sebangkumu: mengapa fenomena tersebut bisa terjadi?
5. Tuliskan dugaan awalmu tentang penyebab terjadinya fenomena listrik statis tersebut.

Pertanyaan:

1. Tuliskan 3 contoh fenomena listrik statis yang pernah kamu alami dalam kehidupan sehari-hari!

2. Menurut pendapatmu, mengapa fenomena listrik statis bisa terjadi? Jelaskan dugaan awalmu!

Buatlah tabel dengan 3 kolom: No., Fenomena Listrik Statis, Penjelasan Singkat. Untuk pertanyaan 2, tuliskan uraian minimal 4 kalimat.

Kegiatan 2: Eksperimen: Tarik-Menarik dan Tolak-Menolak Muatan Listrik

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• 2 balon karet
• Benang (50-70 cm)
• Kain wol atau rambut kering
• Penggaris
• Potongan kertas kecil
• Selotip untuk menggantung balon

Petunjuk Pengerjaan:

1. Siapkan 2 balon, benang (panjang sekitar 50 cm), kain wol atau rambut kering, dan penggaris.
2. Tiup kedua balon sampai ukurannya sama, lalu ikat dengan benang.
3. Gantungkan kedua balon berdampingan dengan jarak sekitar 10 cm.
4. Amati dan catat posisi awal kedua balon (apakah saling menempel, menjauh, atau diam?).
5. Gosokkan kedua balon ke kain wol atau rambutmu secara bersamaan selama 30 detik dengan gerakan yang sama.
6. Gantungkan kembali kedua balon dengan jarak 10 cm. Amati apa yang terjadi!
7. Ukur jarak antara kedua balon setelah digosok. Catat hasilnya.
8. Sekarang gosokkan HANYA SATU balon ke kain wol, balon satunya biarkan tidak digosok.
9. Dekatkan balon yang digosok ke balon yang tidak digosok. Amati dan catat apa yang terjadi!
10. Coba dekatkan balon yang sudah digosok ke potongan kertas kecil. Amati hasilnya!

Pertanyaan:

1. Apa yang terjadi ketika kedua balon yang sudah digosok kain wol didekatkan?

2. Apa yang terjadi ketika balon yang digosok didekatkan dengan balon yang tidak digosok?

3. Apa yang terjadi ketika balon yang sudah digosok didekatkan ke potongan kertas kecil?

4. Berdasarkan hasil percobaanmu, lengkapi tabel berikut tentang interaksi muatan listrik!

5. Mengapa kedua balon yang sama-sama digosok kain wol saling tolak-menolak? Jelaskan dengan konsep muatan listrik!

Untuk pertanyaan 1-3 dan 5, tuliskan uraian minimal 3 kalimat. Untuk pertanyaan 4, buatlah tabel dengan 3 kolom: Muatan 1, Muatan 2, Interaksi (tulis 4 kemungkinan kombinasi muatan).

Kegiatan 3: Menghitung Gaya Coulomb

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Kalkulator
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Bacalah informasi tentang Hukum Coulomb berikut: Gaya listrik antara dua muatan berbanding lurus dengan besar kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Rumusnya: F = k × (q₁ × q₂) / r², dengan k = 9 × 10⁹ Nm²/C².
2. Perhatikan contoh soal yang diberikan guru atau di buku siswa halaman 128.
3. Kerjakan soal-soal berikut secara individu. Tuliskan diketahui, ditanya, rumus, dan penyelesaiannya dengan lengkap.
4. Setelah selesai, diskusikan jawabanmu dengan teman kelompokmu (4 orang).
5. Analisis: apa pengaruh jarak terhadap besar gaya Coulomb? Apa pengaruh besar muatan?

Pertanyaan:

1. Dua muatan listrik q₁ = +2 μC dan q₂ = -3 μC terpisah sejauh 30 cm. Hitunglah besar gaya Coulomb yang bekerja antara kedua muatan! (k = 9 × 10⁹ Nm²/C²)

2. Jika jarak antara kedua muatan pada soal nomor 1 diperbesar menjadi 60 cm (2 kali lipat), berapakah besar gaya Coulomb yang baru? Apa kesimpulanmu tentang pengaruh jarak terhadap gaya Coulomb?

3. Dua muatan sejenis q₁ = q₂ = +4 μC terpisah sejauh 20 cm. Hitunglah besar gaya Coulomb dan tentukan apakah gaya tersebut bersifat tarik-menarik atau tolak-menolak!

4. Berdasarkan perhitungan soal 1-3, buatlah kesimpulan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi besar gaya Coulomb!

Tuliskan penyelesaian setiap soal dengan format: Diketahui, Ditanya, Rumus, Penyelesaian, Jawaban (dengan satuan dan kesimpulan). Untuk pertanyaan 4, tuliskan uraian minimal 5 kalimat.

REFLEKSI

1. Apa hal paling menarik yang kamu pelajari hari ini tentang listrik statis dan gaya Coulomb?

2. Bagaimana kamu bisa menerapkan pengetahuan tentang listrik statis dalam kehidupan sehari-harimu? Berikan minimal 2 contoh!

3. Apa yang masih membuatmu penasaran atau ingin kamu pelajari lebih lanjut tentang listrik?