Gaya tarik dan gaya tolak antara dua muatan listrik dinamakan gaya Coulomb
Gaya tarik dan gaya tolak antara dua muatan listrik dinamakan gaya Coulomb,
yang besarnya dapat ditentukan dalam persamaan:
dengan k adalah konstanta pembanding, yaitu:
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.
1. Muatan-Muatan yang Segaris
Besarnya gaya Coulomb pada suatu muatan yang dipengaruhi oleh beberapa
muatan yang sejenis langsung dijumlahkan secara vektor.
Gaya elektrostatis tiga muatan.
Pada Gambar diatas, gaya Coulomb pada muatan q1 dipengaruhi oleh muatan
q2 dan q3 adalah F = F12 + F13. Apabila arah ke kanan dianggap positif dan
arah ke kiri negatif, besar gaya Coulomb pada muatan:
F1 = F12 + F13
Secara umum, gaya Coulomb dapat dirumuskan:
F = F1 + F2 + F3 + ....
2. Muatan-muatan yang Tidak Segaris
Tiga buah muatan q1 , q2 , q3 ditunjukkan seperti pada gambar berikut.
Gaya elektrostatis pada tiga muatan yang tidak segaris.
Untuk menentukan gaya Coulomb pada muatan q1 dapat dicari dengan
menggunakan rumus kosinus sebagai berikut. Θ
Contoh Soal
1. Dua titik A dan B berjarak 5 meter, masing-masing bermuatan listrik +5 × 104 C dan -2 × 10-4 C. Titik C terletak di antara A dan B berjarak 3 m dari A dan
bermuatan listrik +4 × 10-5 C. Hitung besar gaya elektrostatis dari C!
Penyelesaian:
Diketahui:
q A = +5 × 10-4 C
q B = -2 × 10-4 C
q C = +4 × 10-5 C
Ditanya:
F C = ....?
Jawab:
Muatan qC ditolak qA ke kanan karena sejenis, misal, FAC = F1 dan ditarik
muatan qB ke kanan karena berlawanan FCB = F2 Jadi, gaya elektrostatis total di
C adalah:
= 20 + 18 = 34 N ke kanan
2. Diketahui segitiga ABC sama sisi dengan panjang sisi 3 dm. Pada titik sudut A
dan B masing-masing terdapat muatan +4 μ C dan -1,5 μ C, pada puncak C
terdapat muatan +2 × 10-5 C. Hitunglah gaya elektrostatis total di puncak C!
Penyelesaian:
Diketahui:
q A = 4 μ C = 4 × 10-6 C
q B = -1,5 μ C = -1,5 × 10-6 C
q C = 2 × 10-5 C
a = 3 dm = 3 × 10-1 m
Ditanya:
F C = ... ?
Jawab:
qA dan qC tolak-menolak dengan gaya F1
qB dan qC tarik-menarik dengan gaya F2
yang besarnya dapat ditentukan dalam persamaan:
dengan k adalah konstanta pembanding, yaitu:
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.
1. Muatan-Muatan yang Segaris
Besarnya gaya Coulomb pada suatu muatan yang dipengaruhi oleh beberapa
muatan yang sejenis langsung dijumlahkan secara vektor.
Gaya elektrostatis tiga muatan.
Pada Gambar diatas, gaya Coulomb pada muatan q1 dipengaruhi oleh muatan
q2 dan q3 adalah F = F12 + F13. Apabila arah ke kanan dianggap positif dan
arah ke kiri negatif, besar gaya Coulomb pada muatan:
F1 = F12 + F13
Secara umum, gaya Coulomb dapat dirumuskan:
F = F1 + F2 + F3 + ....
2. Muatan-muatan yang Tidak Segaris
Tiga buah muatan q1 , q2 , q3 ditunjukkan seperti pada gambar berikut.
Gaya elektrostatis pada tiga muatan yang tidak segaris.
Untuk menentukan gaya Coulomb pada muatan q1 dapat dicari dengan
menggunakan rumus kosinus sebagai berikut. Θ
Contoh Soal
1. Dua titik A dan B berjarak 5 meter, masing-masing bermuatan listrik +5 × 104 C dan -2 × 10-4 C. Titik C terletak di antara A dan B berjarak 3 m dari A dan
bermuatan listrik +4 × 10-5 C. Hitung besar gaya elektrostatis dari C!
Penyelesaian:
Diketahui:
q A = +5 × 10-4 C
q B = -2 × 10-4 C
q C = +4 × 10-5 C
Ditanya:
F C = ....?
Jawab:
Muatan qC ditolak qA ke kanan karena sejenis, misal, FAC = F1 dan ditarik
muatan qB ke kanan karena berlawanan FCB = F2 Jadi, gaya elektrostatis total di
C adalah:
= 20 + 18 = 34 N ke kanan
2. Diketahui segitiga ABC sama sisi dengan panjang sisi 3 dm. Pada titik sudut A
dan B masing-masing terdapat muatan +4 μ C dan -1,5 μ C, pada puncak C
terdapat muatan +2 × 10-5 C. Hitunglah gaya elektrostatis total di puncak C!
Penyelesaian:
Diketahui:
q A = 4 μ C = 4 × 10-6 C
q B = -1,5 μ C = -1,5 × 10-6 C
q C = 2 × 10-5 C
a = 3 dm = 3 × 10-1 m
Ditanya:
F C = ... ?
Jawab:
qA dan qC tolak-menolak dengan gaya F1
qB dan qC tarik-menarik dengan gaya F2