Langsung ke konten utama

Hukum Coulumb

Dua muatan listrik sejenis tolak-menolak dan dua muatan listrik tidak sejenis tarik-menarik. Ini berarti antara dua muatan listrik timbul gaya listrik (tolak-menolak atau tarik-manarik). Bagaimana besar gaya ini terhadap besar muatan dan jarak antara kedua muatan? Hubungan gaya tarik atau tolak antara dua bola bermuatan dengan jarak kedua muatan ditentukan oleh seorang pakar fisika berkebangsaan Prancis bernama Charles Coulomb, pada 1785. Dalam eksperimennya, Coulomb menggunakan sebuah neraca puntir.




Jika bola A yang bermuatan diletakkan pada tempatnya maka bola B ditolak oleh bola A (bola B dan A keduanya bermuatan positif). Ini mengakibatkan lengan neraca terpuntir dan dalam keadaan seimbang lengan neraca mencapai kedudukan yang baru.
Dari sudut puntiran ini, Coulomb mengukur besar gaya listrik. Dengan mengubah-ubah jarak antara bola B dan A, gaya listrik dapat diukur sebagai fungsi jarak. Coulomb menyimpulkan bahwa gaya tarik atau gaya tolak berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua bola bermuatan.
Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
  F ~ 1/r2 .
Bagaimana muatan mempengaruhi gaya listrik tersebut? Pertama kali Coulomb mengukur gaya tolak antara bola A dan bola B pada suatu jarak tertentu. Kemudian, ia pun membagi muatan bola A menjadi dua sehingga muatan A menjadi setengah muatan awalnya. Ia mendapatkan bahwa besar gaya tolak menjadi setengah kali semula. Percobaan diulangi dengan membagi muatan bola A menjadi seperempat muatan awalnya.Ia mendapatkan bahwa besar gaya tolak menjadi seperempat kali semula. Coulomb menarik kesimpulan bahwa gaya tarik atau gaya tolak antara dua bola bermuatan sebanding dengan
muatan-muatannya.Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
 F ~ q1.q2 .
Dengan cara menggabungkan kedua kesimpulan ini, Coulomb menyatakan hukumnya yang dinamakan hukum Coulomb, yaitu:
“Gaya tarik atau tolak antara dua muatan listrik seband-ing dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.”
Secara matematis hukum Colulomb dapat dinyatakan sebagai berikut.

dengan:
F = besar gaya Coulomb (N),
q1, q2 = muatan masing-masing partikel (coulomb, disingkat C)
r   = jarak pisah antar kedua muatan (m)
ε0 = permisivitas ruang hampa = 8,85 × 10−12  C2N-1m-2

Contoh Soal 1
Dua buah muatan titik masing-masing +2 μC dan -5 μC terpisah 10 cm satu sama lain. Tentukanlah gaya tarik-menarik kedua muatan tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
q1 = + 2 μC
q2 = -5 μC
r = 10 cm
Ditanyakan: F = . . . ?
Jawab:





Contoh Soal 2
Tiga buah benda A, B, dan C masing-masing bermuatan listrik sebesar 3 × 10-8 C, - 6 × 10-8 C, dan 2 × 10-8 C yang terletak dalam satu garis lurus, jika jarak AB = 3 cm dan BC = 6 cm. Tentukan besarnya gaya Coulomb yang dialami oleh muatan di titik B!
penyelesaian
tanda negatif menunjukkan arah gaya ke kiri yaitumengarah ke titik A
Jadi, besarnya gaya Coulomb yang dialami muatan di titik B adalah1,5 × 10-2 N.





















Contoh Soal 3
Sebuah segitiga ABC siku-siku di A mempunyai panjang AB = 30 cm, dan panjang AC = 60 cm. Apabila pada masing-masing titik sudut segitiga berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar  qA = 20 μC, qB = 30 μC, dan  qC = 160 μC, tentukan besarnya gaya Coulomb pada titik sudut A!
 




Soal Latihan :
  1. Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya 3 × 10-6 C dan 6 × 10-6 C terpisah pada jarak 3 cm. Tentukan besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tersebut!
  2. Dua buah muatan listrik masing-masing   q1 = +8  μC dan  q2 = -12  μC terpisah pada jarak 10 cm. Tentukan berapa besarnya gaya Coulomb yang dialami oleh muatanq3 = +4 C yang terletak pada jarak 4 cm dari q1 dan 6 cmdari q2!
  3. Dua muatan listrik q1 = +8 x 10-9 C dan q2 = + 16 x 10-9 C terpisah pada jarak 12 cm. Tentukan di mana muatan q3 harus diletakkan agar gaya Coulomb pada muatan  q3 sama dengan nol!
  4. Sebuah segitiga sama sisi ABC mempunyai panjang sisi 6 cm. Apabila pada masing-masing titik sudut segitiga berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar  qA = +8 C, qB = -9 C, dan  qC = +3 C, tentukan besarnya 
Gaya Coulomb dalam Medium/Bahan
Apabila medium muatan bukan ruang hampa udara maka besar gaya Coulomb antara muatan q1
 dan q2  berkurang  (Fbahan < Fudara). Jika medium memiliki permisivitas ε = εr .ε0 (dahulu disebut tetapan dielektrik k) maka gaya Coulomb dalam bahan dirumuskan oleh:





contoh soal 5
Dua buah muatan masing-masing 20 C M  dan 24 C M  terpisah pada jarak 12 cm. Hitung besar gaya yang bekerja pada kedua muatan tersebut jika:
a.  kedua muatan diletakkan di udara;
b.  kedua muatan diletakkan dalam bahan yang memiliki permisivitas relatif 3.





















b.  Apabila kedua muatan diletakkan dalam bahan yang memiliki permisivitas relatif E = 3, gaya Coulomb dalam bahan dihitung dengan persamaan














Label:

Postingan populer dari blog ini

DOKUMEN 1,2 DAN 3 KTSP PADA KURIKULUM 2013

Di Dalam Permendikbud No. 61 Tahun 2014 dijelaskan bahwa KTSP adalah kurikulum operasional yang disusun oleh dan dilaksanakan di masing-masing satuan pendidikan. Pengembangan KTSP jenjang pendidikan dasar dan menengah mengacu pada Standar Nasional Pendidikan, Kerangka Dasar dan Struktur Kurikulum, dan pedoman implementasi Kurikulum. KTSP dikembangkan oleh satuan pendidikan dengan melibatkan komite sekolah/madrasah, dan kemudian disahkan oleh kepala dinas pendidikan atau kantor kementerian agama provinsi dan kabupaten/kota sesuai dengan kewenangannya. Dokumen 1,2, dan 3 KTSP berisi, antara lain : Dokumen 1 yang disebut dengan Buku I KTSP berisi sekurang-kurangnya visi, misi, tujuan, muatan, pengaturan beban belajar, dan kalender pendidikan. Penyusunan Buku I KTSP menjadi tanggung jawab kepala sekolah/madrasah. Dokumen 2 yang disebut dengan Buku II KTSP berisi silabus. Buku II KTSP sudah disusun oleh Pemerintah, dan dokumen 3 yang disebut dengan...
Baca selengkapnya

GAMBARAN UMUM SAMBUNGAN INTERNET

Secara    umum   ada    dua    (2)    cara    untuk    dapat    tersambung    ke    Internet,    yaitu   melalui sambungan    perorangan    dan   melalui    sambungan    perkantoran.    Sambungan    perorangan (home user) biasanya digunakan di rumah atau kantor menggunakan satu buah komputer saja.    Sambungan    perkantoran/kampus    (corporate    user)    biasanya    berupa    sekumpulan komputer    yang    terkait    dalam    sebuah    jaringan    lokal    (biasa    di    sebut   Local    Area Network/LAN) yang tersambung pada kecepatan tinggi ke Internet.Dari sisi peralatan, konfigurasi sambungan tersebut adalah sebagai berikut. ...
Baca selengkapnya

APLIKASI HP ANDROID YANG DAPAT DIPERGUNAKAN DALAM KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR

Handphone Android atau  tablet ada yang dilarang dalam proses belajar mengajar, karena dianggap dapat merusak konsentrasi melalui game, media sosial dan aplikasi chatting. Padahal, terdapat banyak aplikasi pendidikan yang bisa memudahkan guru dan murid. Setidaknya bisa digunakan oleh guru dalam memberikan tugas belajar di rumah atau belajar kelompok, karena hampir sebagian besar siswa terutama di perkotaan telah memiliki  HP berbasis Android. Berikut ini saya kutip lima Aplikasi Smartphone dari http://www.nextren.com dan puluhan aplikasi pembelajaran dari http://m-edukasi.kemdikbud.go.id/ 1. Edmodo Diskusi murid dan guru di kelas kadang tak selesai bertepatan dengan bel pulang sekolah. Untuk itu Edmodo hadir. Aplikasi ini memungkinkan guru dan murid-murid melanjutkan diskusi di kelas ke ranah chatting. Pertukaran konten seperti video dan foto dimungkinkan. Guru juga bisa membuat kuis dan survey online untuk bahan evaluasi belajar-mengajar di kelas. Bahkan, pekerjaan rum...
Baca selengkapnya