Hukum Coulomb adalah

Hukum Coulomb digunakan di bidang fisika untuk menghitung gaya listrik yang bekerja di antara dua muatan diam.

Dari hukum ini dimungkinkan untuk memprediksi gaya tarik elektrostatis atau tolakan yang ada di antara dua partikel menurut muatan listriknya dan jarak di antara keduanya.

Hukum Coulomb berutang namanya kepada fisikawan Prancis Charles-Augustin de Coulomb, yang pada tahun 1875 mengumumkan hukum ini, dan yang menjadi dasar elektrostatika:

Berikut ini kutipan Bunyi Hukum Coulomb sebagai berikut:

“Besarnya masing-masing gaya listrik yang berinteraksi dengan dua muatan titik saat diam berbanding lurus dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang memisahkannya dan memiliki arah garis yang menghubungkannya. Gaya tolak jika muatan memiliki tanda yang sama, dan daya tarik jika muatan tersebut berlawanan.

Hukum ini direpresentasikan dalam rumus sebagai berikut:

  • F = gaya tarik atau tolakan listrik dalam Newton (N). Seperti muatan menolak dan muatan berlawanan menarik.
  • k = adalah konstanta Coulomb atau konstanta listrik proporsionalitas. Gaya bervariasi sesuai dengan permitivitas listrik (ε) media, baik itu air, udara, minyak, vakum, dan lain-lain.
  • q = nilai muatan listrik yang diukur dalam Coulomb (C).
  • r = jarak yang memisahkan muatan dan yang diukur dalam meter (m).

Perlu dicatat bahwa permitivitas listrik vakum adalah konstan, dan salah satu yang paling banyak digunakan. Ini dihitung sebagai berikut: ε 0 = 8,8541878176×10-12 C2 / (N · m2). Sangat penting untuk memperhitungkan permitivitas material.

Nilai konstanta Coulomb dalam Sistem pengukuran Internasional adalah:

Hukum ini hanya memperhitungkan interaksi antara dua muatan titik pada saat yang sama dan hanya menentukan gaya yang ada antara q1 dan q2 tanpa mempertimbangkan muatan di sekitarnya.

Coulomb mampu menentukan sifat-sifat gaya elektrostatis dengan mengembangkan keseimbangan torsi sebagai instrumen pembelajaran, yang terdiri dari batang yang menggantung di atas serat dengan kemampuan untuk memutar dan kembali ke posisi semula.

Dengan cara ini, Coulomb dapat mengukur gaya yang diberikan pada suatu titik pada batang dengan menempatkan beberapa bola bermuatan pada jarak yang berbeda untuk mengukur gaya tarik atau tolak saat batang diputar.

Gaya elektrostatis

Muatan listrik adalah sifat materi dan penyebab fenomena yang berhubungan dengan listrik.

Elektrostatika adalah cabang fisika yang mempelajari efek yang dihasilkan dalam benda menurut muatan listriknya dalam kesetimbangan.

Gaya listrik (F) sebanding dengan muatan yang datang bersama dan berbanding terbalik dengan jarak di antara keduanya. Gaya ini bekerja secara radial di antara muatan, yaitu garis di antara muatan, oleh karena itu ia adalah vektor radial antara dua muatan.

Oleh karena itu, dua muatan bertanda sama menghasilkan gaya positif, misalnya: – ∙ – = + atau + ∙ + = +. Di sisi lain, dua muatan yang bertanda berlawanan menghasilkan gaya negatif, misalnya: – ∙ + = – atau + ∙ – = -.

Namun, dua muatan dengan tanda yang sama menolak (+ / – -), tetapi dua muatan dengan tanda yang berbeda menarik (+ – / – +).

Contoh: jika pita Teflon digosok dengan sarung tangan, sarung tangan itu bermuatan positif dan pita itu bermuatan negatif, jadi ketika mendekat keduanya saling menarik. Sekarang, jika kita menggosok balon yang menggembung dengan rambut kita, balon itu akan bermuatan energi negatif dan ketika itu didekatkan ke pita teflon, keduanya saling tolak karena memiliki jenis muatan yang sama.

Demikian juga, gaya ini bergantung pada muatan listrik dan jarak di antara mereka, ini adalah prinsip dasar elektrostatika, serta hukum yang berlaku untuk muatan diam dalam kerangka acuan.

Harus disebutkan bahwa untuk jarak yang kecil gaya muatan listrik meningkat, dan untuk jarak yang jauh gaya muatan listrik berkurang, yaitu, gaya tersebut berkurang ketika muatan menjauh satu sama lain.

Besarnya gaya

Besarnya gaya elektromagnetik adalah salah satu yang mempengaruhi benda yang mengandung muatan listrik, dan yang dapat menyebabkan transformasi fisik atau kimia karena benda dapat menarik atau menolak satu sama lain.

Oleh karena itu, besaran yang dikenakan pada dua muatan listrik sama dengan konstanta medium di mana muatan listrik ditempatkan oleh hasil bagi antara hasil kali masing-masing dan kuadrat jarak yang memisahkannya.

Besarnya gaya elektrostatis sebanding dengan perkalian besarnya muatan q1 x q2. Gaya elektrostatis pada jarak dekat sangat kuat.

Contoh Hukum Coulomb

Di bawah ini adalah contoh latihan yang berbeda dimana Hukum Coulomb harus diterapkan.

Contoh 1

Kita memiliki dua muatan listrik, satu + 3c dan satu lagi -2c, dipisahkan oleh jarak 3m. Untuk menghitung gaya yang ada di antara kedua muatan, kita perlu mengalikan konstanta K dengan perkalian kedua muatan. Seperti dapat dilihat pada gambar, gaya negatif telah diperoleh.

Contoh ilustrasi tentang bagaimana menerapkan hukum Coulomb:

Contoh 2

Kita memiliki muatan 6 x 10-6C (q1) yang berjarak 2m dari muatan -4 x 10-6C (q2). Jadi berapa besar gaya antara kedua muatan ini?

a. untuk Koefisien dikalikan: 9 x 6 x 4 = 216.

b. Eksponen dijumlahkan secara aljabar: -6 dan -6 = -12. Sekarang -12 + 9 = -3.

Contoh 2 hukum coulomb.2

Jawab: F = 54 x 10-3 N.

Contoh latihan

1. Kita memiliki muatan 3 x 10-6C (q1) dan muatan lain -8 x 10-6C (q2) pada jarak 2 m. Berapa besar gaya tarik yang ada di antara keduanya?

Jawab: F = 54 X 10-3 N.

2. Tentukan gaya yang bekerja antara dua muatan listrik 1 x 10-6C (q1) dan muatan lain 2,5 x 10-6C (q2), yang diam dan dalam vakum pada jarak 5 cm ( Ingatlah untuk membawa cm ke m mengikuti Sistem pengukuran Internasional).

Jawab: F = 9 N.