Cara Menentukan Besarnya Gaya Coulomb dengan Hukum Coulomb

Hukum Coulomb
Sesuai dengan namanya Hukum Coulomb dikemukakan oleh Charles Augustin de Coulomb, beliau adalah seorang ahli fisika berkebangsaan Prancis.  Pada tahun 1785, Coulomb melakukan penelitian mengenai gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang bermuatan listrik. Coulomb menyatakan bahwa besar gaya listrik berbanding lurus dengan perkalian besar kedua muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda. Teori ini disebut Hukum Coulomb. Gaya tarik dan gaya tolak antara dua muatan listrik dinamakan gaya Coulomb.

Secara matematis hukum coulomb ini dapat dituliskan kedalam persamaan berikut ini:



Rumus Gaya coulomb

dengan :
F= gaya tarik-menarik atau tolak-menolak/gaya Coulomb (Newton)
k = bilangan konstanta =9. 109 N m2/C2
q1, q2 = muatan listrik pada benda 1 dan benda 2 (Coulomb/C)
r = jarak pisah antara kedua benda (m)

Nilai konstanta k pada persamaan gaya coulomb diatas berasal dari:


Rumus konstanta gaya coulomb


Gaya Coulomb termasuk besaran vektor. Apabila pada sebuah benda bermuatan dipengaruhi oleh benda bermuatan listrik lebih dari satu, maka besarnya gaya Coulomb yang bekerja pada benda itu sama dengan jumlah vektor dari masing-masing gaya
Coulomb yang ditimbulkan oleh masing-masing benda bermuatan tersebut. Satuan gaya listrik menurut SI adalah newton (N). Satu newton (1 N) adalah sebanding dengan muatan yang dipindahkan oleh arus satu ampere dalam satu detik.
    
Arah gaya coulomb pada setiap muatan selalu berada pada garis penghubung kedua muatan. Jika kedua muatan sejenis, gaya pada muatan pertama mejauhi muatan kedua. Dan begitu pula sebaliknya, jika kedua muatan tidak sejenis, arah gaya pada muatan pertama menuju muatan kedua. Gaya coulomb pada setiap muatan merupakan pasangan gaya aksi-reaksi, besarnya sama dan arahnya berlawanan.

Resultan Gaya Coulomb
Resultan gaya coulomb pada muatan-muatan yang segaris
Besarnya gaya Coulomb pada suatu muatan yang dipengaruhi oleh beberapa muatan yang sejenis langsung dijumlahkan secara vektor.
Perhatikan Gambar Dibawah ini:


Resultan gaya coulomb pada 3 buah muatan

F12 adalah gaya coulomb yang dialami muatan q1 akibat pengaruh muatan q2. Karena muatan q1 dan q2 tidak sejenis maka arah gayanya menuju muatan 2(ke kanan). Atau bisa dikatakan muatan q2 menarik muatan q1.

F13 adalah gaya coulomb yang dialami muatan q1 akibat pengaruh muatan q3. Karena muatan q1 dan q3 sejenis maka arah gayanya menjauhi muatan q3 (ke kiri). Atau bisa disebut muatan q3 menolak q1.

Jadi Gaya Coulomb pada muatan q1 dipengaruhi oleh muatan q2 dan q3 adalah F = F12 + F13.

Jika arah ke kanan dianggap positif dan arah ke kiri negatif,
besar gaya Coulomb pada muatan:
  

Resultan gaya coulomb pada 3 muatan segaris


Secara umum,Rumus  Gaya coulomb dapat dituliskan:

Rumus Umum resultan gaya coulomb


Resultan gaya coulomb pada muatan-muatan yang tidak segaris
Pada prinsipnya untuk mencari gaya coulomb  pada muatan-muatan yang tidak segaris mirip mencari nilai gaya yang membentuk sudut.
Perhatikan Gambar Berikut:

Gambar gaya coulomb pada muatan tidak segaris


Cara menentukan gaya Coulomb pada muatan q1 dapat dicari dengan menggunakan rumus kosinus sebagai berikut:
Rumus gaya coulomb pada muatan yang tidak segaris


dengan:
Rumus gaya coulomb pada q1 oleh q2
dan
Rumus gaya coulomb pada q1 oleh q3
Previous
Next Post »