Gaya Coulomb

, , Leave a comment

Dua benda yang bermuatan sejenis akan tolak menolak, sedangkan dua benda bermuatan tidak sejenis akan tarik – menarik. Pada tahun 1780-an Charles de Coulomb melakukan eksperimen yang menunjukkan bahwa gaya tarik-menarik atau gaya tolak menolak antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan besar setiap muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum Coulomb yang secara matematis dinyatakan dengan parsamaan berikut.

F = k\frac{q_1 q_2}{r^2} atau F = \frac{1}{4\pi \varepsilon _o}\frac{q_1 q_2}{r^2}

Keterangan :
F = gaya Coulomb (newton atau N)
q_1 , q_2= muatan listrik (coulomb atau C)
k = tetapan Coulomb = 9\times 10 ^9 Nm^2/C^2
\varepsilon _o= permitivitas ruang hampa = 8,85 \times 10^{-12} \quad \textrm{C}^2\textrm{/Nm}^2

Gaya Coulomb merupakan basaran vektor yang memiliki nilai dan arah. Apabila muatan benda sejenis, arah gaya Coulomb saling menjauh. Sebaliknya, apabila muatan benda tidak sejenis, arah gaya Coulomb saling mendekat. Dalam menghitung gaya Coulomb, tanda muatan tidak dimasukkan ke dalam perhitungan. Tanda muatan digunakan untuk menunjukkan arah gaya Coulomb.

 

Gaya Coulomb dalam Bahan

Gaya Coulomb dalam bahan (Fbahan) dirumuskan sebagai berikut.

F_{bahan} = \frac{1}{4\pi \varepsilon}\frac{q_1q_2}{r^2}  dengan  \varepsilon = \varepsilon _o \varepsilon _r

atau F_{bahan}=\frac{F_{vakum}}{\varepsilon _r}

Keterangan :

F_{bahan}= gaya Coulomb dalam bahan (N)

F_{vakum}= gaya Coulomb di ruang hampa udara (N)

\varepsilon = permitivitas dalam bahan

\varepsilon _r = permitivitas relatif bahan

 

Gaya Coulomb oleh Beberapa Muatan

Apabila di suatu tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik akan terdapat banyak gaya Coulomb. Oleh karena gaya merupakan vektor, resultan seluruh gaya di suatu tempat merupakan penjumlahan vektor gaya-gaya tersebut. Untuk muatan yang letaknya tidak segaris, besarnya F dapat dihitung dengan persamaaan:

F=\sqrt{F_{31}^2 +F_{32}^2 +2F_{31}F_{32}\cos\alpha}

 

More from my site

 

Leave a Reply