Listrik Statis-Hukum Coulomb


Assalamualaikum wr wb…

Selamat pagi semua!

Semoga dalam keadaan sehat semua!

Pada kesempatan kali ini, Saya akan membahas materi listrik statis. Mari kita mulai dari materi Hukum Coulomb!

LISTRIK STATIS

Silakan dibaca dan pahami materi berikut baik-baik!

       Listrik statis terjadi akibat interaksi antara partikel-partikel bermuatan listrik, elektron negatif, dan proton positif pada atom. Muatan listrik yang sejenis tolak-menolak, sedangkan muatan listrik tak sejenis tarik-menarik. Pada bab ini kita akan kembali mempelajari tentang listrik statis (elektrostatis) lebih lanjut mengenai hukum Coulomb, kuat medan, energi potensial dan potensial listrik, dan kapasitor.

Hukum Coulomb

Pada waktu cuaca mendung atau hujan, sering terjadi petir. Bagaimana petir terjadi? Petir merupakan loncatan muatan listrik akibat perbedaan potensial yang sangat besar dari awan ke bumi yang disertai energi yang sangat besar. Muatan listrik di awan merupakan muatan listrik statis. Bagaimana muatan itu terbentuk?

Pada tahun 1785, seorang ahli fisika Prancis bernama Charles Augustin de Coulomb melakukan penelitian mengenai gaya yang  ditimbulkan oleh  dua benda yang bermuatan listrik.  Berdasarkan penelitian yang dilakukan disimpulkan bahwa:

“Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik (yang kemudian disebut gaya Coulomb) berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.”

Jika dua benda berada di ruang vakum(hampa) bermuatan Q1 dan Q2 dan memiliki jarak antara keduanya r, seperti pada gambar berikut ini !

gbr 1 gaya coulomb

gbr 2

gbr 3

Contoh  1. Menentukan besar gaya Coulomb antara dua benda bermuatan listrik.

Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya 3 × 10-6 C dan 6 × 10-6 C terpisah pada jarak 3 cm. Tentukan besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tersebut!

gbr 4. penyelesdaian contoh soal 1

gbr 5

Contoh 2 Menentukan Resultan Gaya Coulomb pada salah satu benda pada susunan benda bermuatan segaris

Tiga buah benda masing-masing bermuatan listrik sebesar  q1= 3 × 10-8 C,q2 = 2 × 10-8 C, dan q3 =- 6 × 10-8 C yang terletak dalam satu garis lurus seperti pada gambar di bawah, jika jarak r1 = 3 cm dan r2 = 6 cm. Tentukan besarnya gaya Coulomb yang dialami oleh benda bermuatan q3!

gbr 6

gbr 7

Contoh 3 Menentukan Resultan Gaya Coulomb pada salah satu benda pada susunan benda bermuatan tidak segaris.

Tiga benda bermuatan listrik q1=+4 μC  , q2=-1,5  μ C dan q3= +2× 10-5 Cberada pada titik sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 3 dm seperti pada gambar di bawah. Hitunglah gaya coulomb (elektrostatis)yang bekerja pada benda bermuatan q3!

gbr 8

gbr 9 penyelesaian contoh 3

gbr 9 penyelesaian contoh 3 cara 2Soal Latihan 1

  1. Dua buah muatan listrik masing-masing q1 = +8 C dan  q2 = -12 C  terpisah pada jarak 10 cm. Tentukan berapa besarnya gaya Coulomb yang dialami oleh muatan q3 = +4 C yang terletak pada jarak 4 cm dari q1 dan 6 cm dari q2!
  2. Dua muatan listrik q1 = +4 x 108 C dan q2 = + 1 x 108 C terpisah pada jarak 12 cm. Tentukan di mana muatan q3 harus diletakkan agar gaya Coulomb pada muatan q3 sama dengan nol!
  3. Sebuah segitiga sama sisi ABC mempunyai panjang sisi 30 Apabila pada masing-masing titik sudut segitiga berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar qA = -2 x 10-6 C, qB =+2 x 10-6  C, dan  qC = +3 x 10-6 C, tentukan besarnya gaya Coulomb pada titik sudut C!
  4. Dua buah muatan listrik masing-masing 30µC dan -30µC terpisah pada jarak 30 cm.

a. Tentukan besar dan arah gaya pada setiap muatan

b. Jika jaraknya dijadikan 60 cm, berapa besar gaya antar muatan tersebut sekarang?

5. Tiga buah partikel bermuatan listrik terdapat pada satu garis lurus, seperti tanpak pada gambar

gbr 10

Hitunglah gaya Coulomb pada muatan Q3 = 4 µC akibat dua muatan lainnya!

6. Dua muatan listrik q1 = +8 x 10-9 C dan q2 = + 16 x 10-9 Cterpisah pada jarak 12 cm. Tentukan di mana muatan q3harus diletakkan agar gaya Coulomb pada muatan q3sama dengan nol!

7. Sebuahsegitiga ABC siku-siku di A. Panjang sisi AB = 30 cm dan panjang sisi AC= 60 cm. Tiga buah muatan titik masing-masing 20 µC, 30 µC, dan 160 µC ditempatkan berturut-turut di titik A, B, dan C. Tentukanlah gaya yang dialami muatan listrik di titik A!

Demikian materi listrik statis saya bahas tentang gaya Coulomb.

Smoga Bermanfaat.

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s