Page 59 - Fisika 3.cdr

52 Fisika SMA Kelas XII

A. Hukum Coulomb

1. Gaya Coulomb
Kalian tentu sudah mengenal ada proton dan elek-
tron. Proton bermuatan positif dan elektron bermuatan
negatif. Jika sebuah benda mengandung lebih banyak
proton karena kehilangan elektronnya maka benda
Q Q
F 1 2 F tersebut akan bermuatan positif. Begitu pula sebaliknya
benda akan bermuatan negatif jika menangkap elektron
sehingga kelebihan elektron. Apa yang terjadi jika benda-
(a) R
benda bermuatan itu didekatkan? Kejadian inilah yang
Q Q telah dijawab oleh coulomb.
1 F F 2
Menurut Coulomb, dua muatan yang didekatkan
R akan bekerja gaya tarik atau gaya tolak yang besarnya
(b) sebanding dengan perkalian kedua muatannya dan ber-
Gambar 4.1 banding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Dari penjela-
(a) muatan sejenis tolak meno- san ini dapat dirumuskan seperti berikut.
lak (b) muatan tak sejenis tarik
menarik.
F = k ........................................... (4.1)

dengan : F = gaya tarik / tolak (N)
Q , Q = muatan listrik (coulomb)
2
1
R = jarak antara dua muatan (m)
2
k = 9.10 Nm /C 2
9
Persamaan 4.1 inilah yang kemudian dikenal sebagai
hukum Coulomb.
Sama dengan jenis gaya yang lain, gaya elektro-
statis atau gaya Coulomb juga merupakan besaran vektor.
Besarnya sesuai dengan persamaan 4.1 dan arahnya sesuai
pada Gambar 4.1.
CONTOH 4.1

Dua muatan A dan B berjarak 10 cm satu dengan yang
lain. Q = +16 μC dan Q = -18 μC. Jika muatan q =
A
C
B
2 μC diletakkan diantara A dan B berjarak 4 cm dari
A maka tentukan gaya yang dimuat muatan q !
C
Penyelesaian
-6
Q Q Q = +16 μC = 16.10 C
A
A q F B -6
C A Q = −18 μC = −18.10 C
B
-6
F q = 2 μC = 2.10 C
B C
R = 4 cm R = 6 cm Posisi muatan q dan gaya yang bekerja dapat digam-
A B C
barkan seperti pada Gambar 4.2. q tertolak A (F ) dan
A
C
Gambar 4.2 tertarik B(F ). Karena arahnya sama maka berlaku :
Gaya yang bekerja pada q B
C
F = F + F
C A B