BAHAN AJARFISIKA KELAS XII / 1Copyright: Nuri_fisika_06BURHANI, S.PdSMA TITIAN TERASJAMBI

MENU PILIHANSTANDAR KOMPETENSIKOMPETENSI DASARHUKUM GAUSSPOTENSIAL LISTRIK&ENERGI POTENSIAL LISTRIKLKSEVALUASISELESAILESSON PLAN

STANDAR KOMPETENSI2Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

KOMPETENSI DASAR2.1 Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keping sejajar

HUKUM GAUSSUntuk memahami hukum Gauss kita harus mengetahui terlebih dahul tentang Fluks Listrik,

Amati animasi berikut tentang fluks listrik

Fluks listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu dibagi dengan permitivitas udara (The net flux passing through any closed surface is equal to the net charge inside the surface divided by o)Menurut Gauss ada hubungan antara fluks liktrik dengan muatan listrik ?Bagaimana pernyataan hukum Gauss dalam bentuk persamaan???

TipsCoba klik tips yang disediakan !

Perhatikan fluks listrik di sekitar benda-benda bermuatan listrik dengan besar muatan tertentu !Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

Persamaan Hukum Gaussingat persamaan jangan dihapal tapi diingat

Beda Potensial dan Potensial ListrikGaya elektrostatik bersifat konservatifSecara mekanik, usaha adalah

ABdUsaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah muatan listrik dari A ke B adalah

Interaksi listrik statik bersifat konservatif karena...........Tidak ada disipasi energi ketika partikel bermuatan berpindah dalam medan listrik. Potensial listrik merupakan fungsi keadaan.

Muatan listrik dipindahkan secara radial

*

Energi Potensial medan listrik statikUsaha pada gaya konservatif sama dengan negatif dari perubahan energi potensial, DPE

Persamaan ini hanya berlaku untuk medan listrik serba sama / homogen, dan dari persamaan ini kita akan mengenal konsep potensial listrik.Contoh soal

Potensial ListrikBeda potensial listrik antara dua titik

Potensial listrik merupakan besaran skalar dan disebut juga tegangan.

Potensial Listrik Pada sebuah Titik di Sekitar Muatan Listrik

Titik ukur potensial listrikMuatan, qrJarak titik terhadap muatan, qBagaimana pengaruh jarak titik ukur terhadap besarnya potensial listrik ?

Amati perubahan besar potensial listrik di sekitar muatan listrik positif dan arah kuat medan listrik !Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

Amati perubahan besar potensial listrik di sekitar muatan listrik negatif dan arah kuat medan listrik !Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

Amati perubahan besar muatan listrik di sekitar medan listrik !Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

Amati simulasi perubahan besar potensial listrik di sekitar muatan listrik positif !Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

Analogi antara medan gravitasi dan medan gravitasi listrikKesamaan teorema energi kinetik-potensial terhadap usaha

ABqd

ABmdJika sebuah muatan diarahkan dari A, ia akan mengalami percepatan dalam arah medan listrik, yaitu penguatan energi kinetik, demikian juga sebaliknya.Contoh soal

LESSON PLANNama: Burhani, S.PdSekolah: SMA Titian TerasMata Pelajaran: FisikaKompetensi Dasar: 2.1 Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keping sejajar.

Indikator: Mengaplikasikan hukum Coulomb dan Gauss untk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinu. Memformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya/medan listrik dan potensial listrik.

Materi Pokok: Listrik StatikKelas / Semester: XII / 1

Sasaran Hasil Belajar: Siswa dapat memformulasikan persamaan-persamaan dalam listrik statik.

Waktu: 2 x 45 menit

Perangkat ICT/sumber yang digunakan: Hand-out, LKS, Buku fisika, komputer yang terkoneksi dengan internet dan software terinstall berupa Flash, Java, adobe, dan Power Point XP.

URL : http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/h2ob.html Syarat mutlak keterampilan ICT: Siswa mampu mengoperasikan Internet, Word, dan Power Point.Persiapan sebelum KBM: Memeriksa komputer/note book, LCD proyektor, koneksi internet wireless dan website.

WaktuMetode/Aktifitas guruAktifitas SiswaBahan/Peralatan/Sumber10 menit

20 menit

15 menit

30 menit

15 menitMenjelaskan tujuan dan langkah kegiatan dan membagikan hand-out kepada siswa

Presentasi

Diskusi secara berkelompok

Siswa di minta mengaktifkan notebook

Membagikan instrument penilaian kepada siswa secara manual.Siswa dikelompokan dalam group (3-4 siswa)

Siswa mengamati presentasi

Siswa mendiskusikan tentang hukum Gauss, potensial dan energi potensial listrik

Siswa melakukan browsing dan mendownload informasi yang berhubungan dengan materi

Siswa mengerjakanMempersiapkan notebook, LCD proyektor, presentasi Power Point, website

Buku catatan dan alat tulis

Buku catatan, buku reeferensi dan alat tulis

LKS, notebook

Instrument penilaian, kertas dan alat tulis

Metode Penilaian : Pertanyaan dan pemecahan soal

Soal Untuk Penilaian Kognitif :Diketahui potensial titik A 110 V, dan potensial di titik B -10 V. Hitung usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan electron dari bola A ke Bola B.Medan listrik sebesar 2 x 105 N/C menembus sebuah bidang permukaan seluas 1 mm2. Jika arah medan listrik membentuk sudut 60o terhadap garis normal bidang, maka tentukan fluks listrik ! Potensial di suatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah 600 volt. Intensitas medan di titik tersebut = 400 N/C. Jika k = 9.109 Nm2/C2, maka berapakah besar muatan Q ?

Lembar Kerja Siswa Judul: Hukum GaussMata Pelajaran: FisikaKelas/Semester: XII/1Waktu: 2 x 45 menit

Standar Kompetensi yang akan dicapai:2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Petunjuk Belajar:Baca literatur yang berhubungan dengan hukum Gauss, potensial dan energi potensial listrikBaca LKS sebelum anda melakukan penjelajahan dalam internetKumpulkan data-data berupa informasi tercetak dan gambarApabila terdapat kesulitan dapat didiskusikan dengan guruJalin kerja sama antar rekan setim.

Kompetensi Dasar yang akan dicapai:2.1 Memformulasikan gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada keping sejajar.

Indikator:Mengaplikasikan hukum Coulomb dan Gauss untk mencari medan listrik bagi distribusi muatan kontinuMemformulasikan energi potensial listrik dan kaitannya dengan gaya/medan listrik dan potensial listrik

Informasi:Fluks listrik didefinisikan sebagai jumlah/banyaknya garis-garis medan listrik yang menembus tegak lurus suatu bidang.Pernyataan hukum Gauss, Fluks listrik yang menembus suatu permukaan tertutup sama dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu dibagi dengan permitivitas udaraPotensial listrik adalah perubahan energi potensial per satuan muatan yang terjadi ketika sebuah muatan uji dipindahkan dari suatu titik yang tak berhingga jauhnya ke titik yang ditanyakan.Energi potensial listrik adalah usaha yang dibutuhkan sebuah muatan listrik untuk dipindahkan dari sebuah titik.Kuat medan listrik dan potensial listrik saling berhubungan.Tempat: Taman sekolahAlat dan Bahan: Notebook, koneksi internet (wireless), flash disk dan peralatan tulis menulis

Langkah Kerja:Aktifkan notebookAktifkan koneksi dengan internetAktifkan situs search engine : www.google.com atau www.google.co.id Ketikan kata kunci materi seperti +electrostatic, +potensialenergy, atau +gauss dan akhiri dengan mengetikkan filetype: swf atau filetype: ppt pada tempat yang telah disediakanContoh: +electrostatic filetype: swf atau +electrostatic filetype: pptURL alternative: http://www.upscale.utoronto.ca/GeneralInterest/Harrison/Flash/EM/LightWave/Wave.html http://www.colorado.edu/physics/2000/applets/forcefield.html http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/mmedia/index.html#estatic

Lakukan download file atau gambar dan simpan pada flash disk anda dengan nama folder Tugas_fisika_elektrostatik_[tulis nomor kelompok]Dapatkan informasi dan gambar (boleh animasi atau video) masing-masing minimal 3 file dan gambar.Penilaian:Penilaian Kognitif: Tes tertulis dan penilaian produkPenilaian afektif: Pengamatan individu dalam kelompokTindak lanjut:Mempresentasikan hasil produk dalam diskusi kelas dengan menggunakan LCD proyektor

EVALUASI (Jodohkan pernyataan sebelah kiri dengan persamaan sebelah kanan)Persamaan hukum Gauss tentang medan listrik.Persamaan perubahan energi potensial.Persamaan pontensial mutlak.Persamaan hubungan kuat medan dan potensial listrikPersamaan kuat medan listrik pada konduktor keping sejajar.a.

b.

c.

d.

e.

f.

g.

h.

Example: motion of an electron

VabWhat is the speed of an electron accelerated from rest across a potential difference of 100V? What is the speed of a proton accelerated under the same conditions?Given:

DV=100 Vme = 9.1110-31 kg mp = 1.6710-27 kg|e| = 1.6010-19 C

Find:ve=?vp=?Observations: given potential energy difference, one can find the kinetic energy difference kinetic energy is related to speed

Mini-quiz: potential energy of an ionThree ions, Na+, Na+, and Cl-, located such, that they form corners of an equilateral triangle of side 2 nm in water. What is the electric potential energy of one of the Na+ ions?

Cl-Na+Na+?

Example : ionization energy of the electron in a hydrogen atomIn the Bohr model of a hydrogen atom, the electron, if it is in the ground state, orbits the proton at a distance of r = 5.2910-11 m. Find the ionization energy of the atom, i.e. the energy required to remove the electron from the atom. Note that the Bohr model, the idea of electrons as tiny balls orbiting the nucleus, is not a very good model of the atom. A better picture is one in which the electron is spread out around the nucleus in a cloud of varying density; however, the Bohr model does give the right answer for the ionization energy

In the Bohr model of a hydrogen atom, the electron, if it is in the ground state, orbits the proton at a distance of r = 5.29 x 10-11 m. Find the ionization energy, i.e. the energy required to remove the electron from the atom. Given:

r = 5.292 x 10-11 mme = 9.1110-31 kg mp = 1.6710-27 kg|e| = 1.6010-19 C

Find:

E=?The ionization energy equals to the total energy of the electron-proton system,The velocity of e can be found by analyzing the force on the electron. This force is the Coulomb force; because the electron travels in a circular orbit, the acceleration will be the centripetal acceleration: withororThus, total energy is

Example of using Gausss Law oh no! Ive just forgotten Coulombs Law!Not to worry I remember Gausss LawBy symmetry E is to surfaceconsider spherical surface centred on charge F=qEPhew!

Example of using Gausss LawWhats the field around a charged spherical shell? Again consider spherical surface centred on charged shell OutsideSo as e.g. 1Insidecharge within surface = 0

TERIMA KASIHSEMOGA PENGALAMAN DAN PENGETAHUAN YANG TELAH ANDA PEROLEH DAPAT BERMANFAAT DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Dibuat oleh: Burhani, S.Pd copyrigt@tt_jambi

*