HUKUM COULOMB DAN MEDAN LISTRIK

Hukum Coulomb 

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya . Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi . Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut . Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik .

Notasi vektor

Dalam notasi vektor, hukum Coloumb dapat dituliskan sebagai

yang dibaca sebagai gaya yang dialami oleh muatan Q1 akibat adanya muatan Q2. Untuk gaya yang dialami oleh muatan  Q1 akibat adanya muatan Q2 dituliskan dengan menukarkan indeks 1<--> 2, atau melalui hukum ketiga Newton dapat dituliskan

 hukum Coulomb ditemukan oleh Charles Coulomb seorang ilmuan Perancis (1736-1806). Pada tahun 1785, C. Coulomb menyelidiki hubungan antar besar muatan dan jarak antara muatan dengan besar gaya listrik yang dihasilkan

Contoh dan Pembahasannya :

Dua buah muatan yang berada pada jarak r akan saling tarik-menarik atau tolak menolak, tergantung pada jenis muatannya.

Untuk muatan sejenis, positif-positif atau negatif-negatif akan saling tolak, untuk muatan berlawan jenis, negatif-positif atau positif-negatif akan saling tarik.

Gaya tarik atau tolak tersebut dikenal dengan istilah gaya listrik atau gaya Coulomb.

Formulasi seperti berikut:


Rumus gaya coulomb 

dimana 
F = gaya coulomb (N)
q₁ = besar muatan pertama (C)
q₂ = besar muatan kedua (C)
r = jarak pisah muatan pertama dan kedua (m)
k = konstanta gaya listrik = 9 x 10⁹ N m² C⁻²
jika diperlukan 
k = ¹/_{4π εo} 
dimana ε_o = 8,85 x 10⁻¹² C² N⁻¹ m⁻² 

Untuk dicatat gaya listrik dan kuat medan listrik termasuk besaran vektor sehingga mengingat kembali materi vektor sangat diperlukan disini.

Pelajari contoh-contoh dasar berikut, dengan catatan angka-angka sengaja dipermudah untuk menyederhanakan perhitungan, sehingga hasil-hasil akan jauh dari faktual keseharian:

Tanda Plus Minus
→ Diberikan 2 buah muatan qA = + 3 C dan qB = −6 C terpisah sejauh 3 m. Tentukan besar gaya listrik yang terjadi!

Data data dari soal diatas:
q1 = qA = + 3C
q2 = qB = −6 C
r = 3 m



ke mana tanda plus minusnya?! untuk menghitung F dan E tanda plus minus tak perlu diikutkan lagi, kita tahu arah gaya-gayanya yaitu muatan A ditarik ke arah B dan muatan B ditarik ke arah A karena berlawan tanda, karena plus minusnya tadi. untuk perhitungan2 berikutnya cermati arah-arah gaya yang dihasilkan alih-alih tanda plus minus yang dihilangkan seperti contoh berikutnya:

Interaksi Muatan Lebih dari Dua dan Segaris
→ 4 buah muatan seperti gambar berikut:



Tentukan besar gaya akibat akibat interaksi muatan-muatan tersebut pada muatan yang paling kanan!

Muatan keempat, paling kanan dipengaruhi oleh 3 muatan lainnya, muatan I, II dan III. Temukan dulu gaya antara muatan keempat dan 3 muatan lainnya secara terpisah, simpan dulu nilai k. 

Muatan IV dan III, dengan jarak 1 m:

Arah gaya adalah ke kiri. 

Muatan IV dan II, dengan jarak 2 m:

Arah gaya adalah ke kiri. 

Muatan IV dan I, dengan jarak 3 m:

Arah gaya adalah ke kanan. 

Berikut ilustrasi arah arah gaya coulomb pada muatan keempat:



Jumlah gaya ke arah kanan adalah 2k, jumlah gaya ke arah kiri adalah 2k + 2k = 4k, gaya total:
F = 4k − 2k = 2k Newton = 2 (9 x 10⁹) = 18 x 10⁹ Newton arah ke kiri. 



Source : 

http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Coulomb

http://fisikastudycenter.com/reviews/216-listrik-statis-gaya-coulomb-pada-muatan-segaris

Reupload :

https://www.youtube.com/watch?v=B5LVoU_a08c