Materi Gaya Coulomb Beserta Contoh Soal Dan Penyelesaian Gaya Coulomb Secara Lengkap

Table of Contents

Pengertian Hukum Coulomb

Hukum Coulomb adalah prinsip dalam fisika yang menjelaskan interaksi antara muatan listrik. Muatan listrik dapat dibagi menjadi dua jenis: muatan positif dan muatan negatif. Hukum Coulomb ditemukan oleh ahli fisika asal Prancis, Charles Augustin de Coulomb. Prinsip ini menyatakan:

1. Muatan sejenis akan tolak-menolak: Jika dua muatan listrik memiliki muatan yang sama, mereka akan saling tolak-menolak. Misalnya, dua muatan positif akan mengalami gaya tolakan, dan dua muatan negatif juga akan mengalami gaya tolakan.
2. Muatan berlainan jenis akan tarik-menarik: Jika dua muatan memiliki muatan yang berbeda, mereka akan saling tarik-menarik. Contohnya, muatan positif akan ditarik oleh muatan negatif, dan sebaliknya.

Rumus Hukum Coulomb untuk menghitung gaya antara dua muatan adalah:

[ F = k \cdot \frac{{|q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} ]

• (F) adalah gaya antara dua muatan.
• (k) adalah konstanta Coulomb yang nilainya bergantung pada permitivitas medium.
• (q_1) dan (q_2) adalah besarnya muatan listrik.
• (r) adalah jarak antara dua muatan.

 

  Baca Juga: Materi Suhu Dan Termometer Beserta Soal - Soal Dan Penyelesaian nya Secara Lengkap

 

Rumus Hukum Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb terkenal dengan penemuan gaya elektrostatik.

Melalui pengamatannya ia mampu menunjukkan bahwa muatan listrik yang sama jenisnya akan saling menolak dan jika berbeda jenisnya akan saling menarik.Ada rumus yang kemudian diciptakan oleh fisikawan Perancis ini di mana Fc = k(q1q2/r2). Arti dari rumus tersebut adalah :

• Fc adalah gaya yang menghasilkan tarik-menarik atau bisa juga saling tolak-menolak (Newton/N)
• k adalah konstanta komparasi (9 x 109 Nm2/C2)
• q1 adalah besarnya muatan aliran yang pertama (C)
• q2 adalah besarnya muatan aliran yang kedua
• r adalah jarak di antara 2 buah muatan (m)

 

Bunyi Hukum Coulomb

Hukum Charles-Augustin de Coulomb adalah rumus yang memungkinkan Anda untuk menghitung gaya listrik yang dihasilkan di antara dua buah muatan listrik. Secara khusus, Anda harus menghitung kekuatan dan arah gaya listrik.Persamaan ini memperhitungkan kekuatan dua keping materi yang bermuatan dan jarak yang memisahkannya.

Gaya listrik akan menjadi lebih besar apabila muatan mempunyai kekuatan lebih besar.

Gaya juga akan menjadi lebih besar jika jaraknya menjadi lebih dekat. Gaya listrik kemudian akan menjadi lebih lemah apabila muatannya mempunyai kekuatan yang juga lemah dan jika jarak antara muatan lebih panjang.Khususnya, mengenai jarak, gaya listrik akan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan, seperti gaya gravitasi yang disebut “hukum kuadrat terbalik”.

Secara garis, bunyi hukum yang dicetuskan oleh Charles-Augustin de Coulomb ini menyatakan:

“jika gaya listrik antara 2 benda bermuatan akan lurus perbandingannya dengan kuantitas muatan pada benda, dan perbandingannya akan terbalik dengan jarak di antara 2 benda”

 

Apakah Hukum Coulomb berlaku untuk semua jenis medan elektromagnetik?

Hukum Coulomb berlaku secara khusus untuk interaksi antara muatan listrik. Ini tidak berlaku untuk semua jenis medan elektromagnetik. Hukum Coulomb hanya menggambarkan gaya antara dua muatan listrik yang diam. Namun, medan elektromagnetik lebih luas dan mencakup lebih dari sekadar interaksi muatan listrik. Medan elektromagnetik juga melibatkan perubahan medan magnetik, gelombang elektromagnetik, dan interaksi antara medan listrik dan medan magnetik.

Jadi, meskipun Hukum Coulomb adalah bagian penting dari pemahaman tentang interaksi listrik, kita memerlukan perspektif yang lebih luas untuk memahami medan elektromagnetik secara keseluruhan.

 

 SOAL DAN PENYELESAIAN GAYA COULOMB 

---

Soal gaya Coulomb no. 1. Dua muatan listrik, P dan Q yang terpisah sejauh 10 cm mengalami gaya tarik-menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P ( 1 μC = 10^-6 C dan k = 9 x 10⁹ Nm²C^-2 ) , gaya listrik yang terjadi adalah ….
A. 56 N
B. 40 N
C. 32 N
D. 16 N
E. 8 N
Penyelesaian Fisika :

 

 Soal gaya coulomb no. 2. Dua muatan titik yang sejenis dan sama besar Q_A = Q_B = 10^-8 C berada pada jarak 10 cm satu dari yang lain. Jika $\frac{1}{4\pi {ϵ}_o}$ = 9 x 10⁹ Nm/C², maka gaya tolak yang dialami kedua muatan itu adalah ….
A. 9 x 10^-4 N
B. 9 x 10^-9 N
C. 9 x 10^-5 N
D. 9 x 10³ N
E. 9 x 10⁷ N
Penyelesaian Fisika  :

 

 

 Soal gaya coulomb no. 3. Tiga muatan yang sama terletak pada sudut-sudut sebuah segitiga sama sisi. Apabila gaya antara dua muatan itu F, besarnya gaya pada setiap muatan adalah ….
A. Nol
B. $\sqrt{2}F$
C.$\sqrt{3}F$
D. 2F
E. 3F
Penyelesaian Fisika :

 

 

Soal Nomor 4: Dua buah titik A dan B berjarak 3 meter, masing-masing bermuatan listrik +4 x10-4 C dan -1 x10-4 C. Titik C terletak di antara A dan B, berjarak 2 meter dari A dan bemuatan listrik +3 x10-5 C. hitung besar gaya elektrostatis dari C!

     Diketahui: qA = +4 x 10-4 C

                           qB = -2 x 10-4 C

                           qC = +3 x 10-5 C

                              r = 3 m

     Ditanya: F_C ?

     Jawab:

 

 Muatan q_C ditolak q_A ke kanan karena kedua muatan sejenis tetapi ditarik ke kanan oleh muatan q_B karena berlawanan jenis. (Ingat! Arah muatan keluar dari + dan masuk ke -). Jadi gaya elektrostatis FC adalah:

 

Soal Nomor 5:  Jika ada dua benda bermuatan dengan Q₁ = 4 x 10^-6 C dan Q₂ = 6 x 10^-6 C dengan jarak 2 cm. Berapakah gaya Coulomb yang terdapat di antara dua benda tersebut?

 

Catatan: karena jenis muatan Q₁ (+4) dan Q₂ (+6) sama-sama positif, maka gaya yang terjadi di antara mereka adalah gaya tolak-menolak.

 

Soal gaya coulomb no. 6.   Dua partikel bermuatan 3 nC dan 12 nC. Supaya gaya tolak kedua partikel besarnya 0,081 N, maka partikel tersebut harus terpisah sejauh ….
A. 0,2 mm
B. 0,4 mm
C. 0,8 mm
D. 2 mm
E. 4 mm
Penyelesaian Fisika : 

 

 Soal gaya coulomb no. 7. Sebuah segitiga sama sisi dengan panjang sisi 30 cm terletak di udara. Pada titik-titik sudut A, B, dan C berturut-turut terdapat muatan listrik sebesar 2 x 10^-6 C, 2 x 10^-6 C, dan 2 x 10^-4 C, maka besarnya gaya Coulomb di titik C adalah ….
A. 40 N
B. 40$\sqrt{2}$ N
C. 40$\sqrt{3}$ N
D. 80 N
E. 120 N
Penyelesaian Fisika : Perhatikan gambar berikut :

 

 

 

 

 

 

 

 

 Baca Juga: Materi Beserta Soal Dan Pembahasan Jembatan Wheatstone Secara Lengkap

 

 Penelusuran yang terkait dengan gAYA COULOMB

• contoh soal gaya coulomb
• apa yang dimaksud dengan gaya coulomb
• rumus gaya coulomb
• resultan gaya coulomb
• hukum coulomb dan penerapannya
• contoh soal gaya coulomb sma kelas 12
• persamaan hukum coulomb
• bunyi hukum coulomb