materi fisika kelas 12: Gaya Coulomb

Apa sih gaya Coulomb itu?

Percakapan antara Pak Arbin dan Joni di atas, memperlihatkan bahwa gaya Coulomb merupakan gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak. Lalu faktor apa sajakah yang mempengaruhi besarnya gaya Coulomb ini? Simak ulasan berikut dengan saksama.

Pada tahun 1785, seorang ahli fisika berkebangsaan Perancis yang bernama Charles de Coulombmempelajari adanya fenomena listrik statis, yaitu interaksi elektrostatik antar partikel yang bermuatan listrik menggunakan neraca puntir buatannya. Berdasarkan penelitian yang dilakukannya, Coulombberhasil merumuskan suatu gaya interaksi antara dua buah muatan listrik dan gaya tersebut dikenal sebagai gaya Coulomb. Besarnya gaya Coulomb dipengaruhi oleh dua besaran, yaitu sebagai berikut.

1). Gaya tarik atau gaya tolak berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua bola bermuatan. Secara matematis dinyatakan sebagai

F \approx \frac{1}{r^{2}}

.
2). Gaya tarik atau gaya tolak antara dua bola bermuatan sebanding dengan muatan-muatannya. Secara matematis dinyatakan sebagai

F \approx q_{1} q_{2}

Berdasarkan dua hubungan yang diperoleh dari penelitiannya, Coulomb menyatakan hukumnya, yaitu “gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan listrik sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.” Secara matematis gaya Coulomb untuk medium vakum atau udara dinyatakan sebagai berikut.

$F = k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ atau $F = \frac{1}{4 π ε_{o}} \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$

Bagaimana jika muatan berada di medium yang tidak vakum atau bukan udara? Apakah gaya Coulombnya menjadi semakin besar atau justru akan semakin kecil? Bila muatan berada dalam suatu bahan yang memiliki permitivitas relatif tertentu, maka besar gaya Coulomb antara muatan q1 dan q2menjadi berkurang (Fbahan < Fudara). Dengan demikian, besar gaya Coulomb dalam bahan dapat dirumuskan sebagai berikut.

$F = \frac{1}{4 π ε} \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ atau $F_{b a h a n} = \frac{1}{ε_{r}} \times F_{v a k u m}$

Keterangan:
F = besar gaya Coulomb (N);
q1, q2 = muatan masing-masing partikel (Coulomb, disingkat C);
r = jarak pisah antara kedua muatan (m);

ε

= permitivitas suatu medium bahan;

ε

= permitivitas relatif (

ε_{r}

) × permitivitas vakum (

ε_{o}

) =

ε_{r} ε_{o}

;

ε_{r}

= permitivitas vakum atau udara = 8,85 × 10-12 C2/Nm2; dan
k =

\frac{1}{4 π ε_{o}} = 9 \times 10^{9}

Nm2/C2.

Satuan muatan listrik dalam SI adalah Coulomb (C) dimana 1mC = 1×10-3 C dan 1µC = 1×10-6 C.a

materi fisika kelas 12

Kamis, 03 Agustus 2017

Gaya Coulomb

$F = k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ atau $F = \frac{1}{4 π ε_{o}} \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$

$F = \frac{1}{4 π ε} \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ atau $F_{b a h a n} = \frac{1}{ε_{r}} \times F_{v a k u m}$

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Hukum Kekekalan Mekanik dan Medan Listrik

Laporkan Penyalahgunaan

kedlinjcu

exo