Tag: Gaya Coulomb

  • Materi Fisika SMA – Rumus Gaya Listrik Statis

    Materi Fisika SMA – Rumus Gaya Listrik Statis

    AhmadDahlan.Net – Pada listrik statis dua buah muatan listrik yang berdekatan dapat saling berinteraksi satu sama lain, bergantung pada jenis muatan listriknya. Apabila kedua muatan tidak sejenis maka akan saling tarik menarik dan apabila kedua muatan sejenis maka akan saling tolak menolak. Terdapat gaya yang timbul karena interaksi antar dua muatan tersebut. Gaya tersebut dinamakan gaya listrik . Berikut penjelasan yang lebih lengkap mengenai gaya listrik pada listrik statis.

    A. Pengertian Gaya Listrik Statis

    Gaya interaksi antar 2 muatan dalam listrik statis dinamakan gaya Coulomb. Gaya Coulomb merupakan gaya yang muncul akibat terjadinya interaksi antar 2 muatan. Gaya merupakan besaran vektor, sehingga memiliki besaran dan arah. Arah dari gaya Coulomb tergantung pada jenis muatan yang berinteraksi.

    Pada gambar (a) dan gambar (b) kedua muatan sejenis, sehingga kedua muatan saling tolak menolak. Masing – masing muatan q1 mendapat gaya tolakan sebesar F12 dan muatan q2 mendapat gaya tolakan sebesar F21.

    (a)
    (b)

    Sedangkan pada gambar (c) kedua muatan berbeda jenis. Muatan q1 negatif dan muatan q2 positif, sehingga kedua muatan saling tarik menarik. Muatan q1 mendapat gaya tarikan sebesar F12 dan muatan q2 mendapat gaya tarikan sebesar F21.

    (c)

    B. Persamaan

    Untuk menghitung gaya Coulomb, digunakan persamaan :

    F=k \frac{q_1q_2}{r^2}

    keterangan,
    F : gaya Coulomb (N)
    k : konstanta Coulomb (9 x 109 Nm2/C2)
    q1 : besar muatan listrik pertama (C)
    q2 : besar muatan listrik kedua (C)
    r : jarak antar muatan (m)

    Konversi satuan
    1 μC = 10-6 C
    1 nC = 10-9 C

    C. Contoh Soal

    Terdapat dua buah muatan listrik seperti pada gambar berikut :

    Apabila besar muatan q1 = 4 μC dan q2 = 6 μC, tentukanlah besar dan arah dari gaya listrik pada muatan q2!

    Pembahasan :

    Dik :
    q1 = 4 μC = 4 x 10-6 C
    q2 = 6 μC = 6 x 10-6 C
    r = 2 cm = 2 x 10-2 m

    Dit :
    besar dan arah gaya listrik

    Pembahasan :
    1. Menentukan arah gaya

    Kedua muatan berbeda jenis, sehingga saling tarik menarik. Sehingga, arah gaya listrik pada muatan q2 adalah ke kiri

    2. Menentukan besar gaya listrik

    F=k\ \frac{q_1q_2}{r^2}
    F=(9×10^9\ \frac{Nm^2}{C^2})\ ×\frac{(4×10^{-6}\ C)(6×10^{-6}\ C)}{(2×10^{-2}\ m)^2}
    F=\frac{(9×10^9\ \frac{Nm^2}{C^2})(24×10^{-12}\ C^2)}{4×10^-\ ^4\ m^2}
    F=54×10\ N=540\ N

    Jadi, besar gaya listrik pada muatan q2 adalah 540 N dan arahnya adalah ke kiri.