122
atom dikatakan bermuatan negatif apabila jumlah muatan positif proton pada inti lebih sedikit daripada jumlah muatan negatif elektron pada kulit atom.
Gambar 5. Atom Bermuatan Positif Gambar 6. Atom Bermuatan Negatif
1.3 Hukum Coulomb
Seorang fisikawan berkebangsaan Perancis bernama Charles Augustin de Coulomb pada tahun 1785, pertama kali yang meneliti hubungan gaya listrik dengan dua muatan dan jarak
antara keduanya dengan menggunakan sebuah neraca puntir. Oleh karena itu untuk mengenang jasa Charles A. de Coulomb, namanya digunakan untuk satuan internasional muatan listrik, yaitu
coulomb C. Huku Coulo b berbu yi besar gaya tolak e olak atau gaya tarik-menarik antara dua
benda bermuatan listrik, berbanding lurus dengan besar masing-masing muatan listrik dan berba di g terbalik de ga kuadrat jarak a tara kedua be da ber uata .
Gaya Coulomb Fc merupakan gaya tarik menarik atau gaya tolak-menolak antara dua muatan listrik. Apabila dua muatan yang berdekatan jenis muatannya sama, maka gaya coulomb
berupa gaya tolak-menolak. Sebaliknya, dua muatan yang berdekatan jenis muatannya berbeda maka gaya coulomb berupa gaya tarik-menarik.
123
Secara matematik Hukum Coulomb dirumuskan:
Dengan: F
c
= gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik dalam satuan newton N Q
1
= besar muatan pertama dalam satuan coulomb C Q
2
= besar muatan kedua dalam satuan coulomb C r = jarak antara dua benda bermuatan dalam satuan meter m
k = konstanta pembanding besarnya 9x10
9
Nm
2
C
2
Contoh Soal
Dua muatan sejenis besarnya +2x10
-6
C dan +6 x 10
-4
C. Jika jarak kedua muatan 6 cm, berapakah gaya Coulo b ya g diala i kedua uata …
Penyelesaian
Diketahui : Q
1
= +2x10
-6
C Q
2
= +6 x 10
-4
C. r = 6 cm = 6 x 10
-2
m Ditanya :
F
c
Jawab :
F
c
= k
� �� �
2
F
c
=
9x10
9
�
−6
� �
−
�
−2 2
F
c
=
9x10
9
9 �
9
� �
−6
� �
−
�
−
=
3 X 10
3
N
F
c
: k
� ��
124
1.4 Medan Listrik
Setelah memahami muatan listrik selanjutnya kita membahas tentang medan listrik. Sebuah muatan listrik dikatakan memiliki medan listrik di sekitarnya. Medan listrik adalah daerah
di sekitar benda bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Jika muatan lain berada di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik, muatan tersebut akan mengalami gaya
listrik berupa gaya tarik atau gaya tolak yang disebut sebagai gaya Coulomb. Arah medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan
garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik dengan arah keluar dari muatan tersebut. Adapun, sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik dengan arah masuk
ke muatan tersebut.
Gambar 7. Arah medan listrik
http:rumushitung.com20140629medan-listrik-fisika-sma
Besar medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik dinamakan kuat medan listrik. Jika sebuah muatan uji
’ diletakkan di dalam medan listrik dari sebuah benda bermuatan, kuat
125
medan listrik E benda tersebut adalah besar gaya listrik F yang timbul diantara keduanya dibagi besar muatan uji q. Jadi, dituliskan:
Adapun kuat medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik q di suatu titik yang berjarak r dari benda tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:
Dengan : E = kuat medan listrik NC
F = gaya Coulomb N q = muatan uji C
k = konstanta pembanding yang besarnya 9x10 Nm
2
C
2
r = jarak titik yang ditinjau m
Contoh soal:
1. Sebuah muatan uji +25.105 C diletakkan dalam sbuah medan listrik. Jika gaya yang bekerja
pada muatan uji tersebut adalah 0,5 N. Berapa besar medan listrik pada muatan uji tersebut?
Pembahasan:
Diketahui : F = 0,5 N q = +25. 10-5 C
Ditanyakan: E = ….?
Jawab : E = Fq = 0,525. 10
-5
= 5 x 10
4
25 = 2000 NC
2. Titik A berada pada jarak 5 cm dari muatan +10 µC. Besar dan arah medan listrik pada titik A
adalah… k = 9 109 Nm
2
C
−2
, 1 µC = 10
−6
C
E :
�
E : k
126
Pembahasan
Diketahui : Muatan listrik q = +10 µC = +10x10
-6
C Jarak antara titik A dan muatan listrik r
A
= 5 cm = 0,05 meter = 5 x 10
-2
meter k = 9x10
9
Nm
2
C
-2
Ditanya : Besar dan arah medan listrik pada titik A Jawab
:
Rumus kuat medan listrik :
E : k
�
� 2
Kuat medan listrik di titik A:
E = 9x109
�
−6
�
−2 2
=
9 � �
−
E = 3,6 x 107 NC
Arah medan listrik di titik A : Muatan listrik positif maka arah medan listrik menjauhi muatan
listrik dan menjauhi titik A.
1.5 Arus Listrik
