Gaya Coulomb

 Ringkasan Materi Gaya Coulomb

Apa itu Gaya Coulomb?

Gaya Coulomb adalah gaya tarik-menarik atau tolak-menolak yang terjadi antara dua benda bermuatan listrik. Besarnya gaya ini dipengaruhi oleh besarnya muatan kedua benda dan jarak antara keduanya.

Bunyi Hukum Coulomb:

"Besarnya gaya listrik antara dua muatan sebanding lurus dengan hasil kali nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut."

Rumus Gaya Coulomb:

F = k * (q1 * q2) / r²

• F: Gaya Coulomb (Newton)
• k: Konstanta Coulomb (sekitar 9 x 10⁹ Nm²/C² di udara)
• q1 dan q2: Besar muatan masing-masing benda (Coulomb)
• r: Jarak antara kedua muatan (meter)

Perhatikan:

• Muatan sejenis: Tolak-menolak
• Muatan berlainan: Tarik-menarik

Faktor yang Mempengaruhi Gaya Coulomb:

• Besar muatan: Semakin besar muatan, semakin besar gaya Coulomb.
• Jarak: Semakin jauh jarak, semakin kecil gaya Coulomb.
• Medium: Jenis medium di antara kedua muatan juga mempengaruhi besarnya gaya Coulomb.

Contoh Soal dan Penyelesaian

Soal 1:

Dua muatan listrik masing-masing sebesar 3 x 10^-6 C dan 2 x 10^-6 C terpisah sejauh 5 cm di udara. Hitunglah besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

q1 = 3 x 10^-6 C

q2 = 2 x 10^-6 C

r = 5 cm = 0,05 m

k = 9 x 10⁹ Nm²/C²

Ditanya: F = ?

Jawab:

F = k x (q1 x q2) / r²

  = 9 x 10⁹ x (3 x10^-6 x 2 x10^-6)/(0,05)²

  = 21,6 N

Jadi, besar gaya Coulomb yang bekerja pada kedua muatan adalah 21,6 N. Karena kedua muatan berlawanan jenis, maka gaya yang terjadi adalah tarik-menarik.

Soal 2:

Dua muatan sejenis masing-masing sebesar 4 x 10^{^-6} C terpisah sejauh 10 cm. Berapa jarak kedua muatan agar gaya Coulomb yang bekerja menjadi 4 kali semula?

Penyelesaian:

Cara 1: Menggunakan perbandingan Karena gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, maka untuk gaya menjadi 4 kali semula, jarak harus menjadi setengahnya. Jadi, jarak baru adalah 10 cm / 2 = 5 cm.

Cara 2: Menggunakan rumus Misalkan jarak awal r1 dan jarak baru r2.

F2/F1 = (r1²/r2²)

4 = (10²/r2²)

(r2)² = 100/4

(r2)² = 25

 r2 = 5 cm

Jadi, jarak kedua muatan agar gaya Coulomb menjadi 4 kali semula adalah 5 cm.

Soal Latihan

No.	Q1 (µC)	Q2 (µC)	r	F
1.	5	8	4 mm	................N
2.	10	4	2 mm	................N
3.	20	10	................mm	450.000 N
4.	10	4	................mm	90.000N
5.	.......................	10	2 cm	450 N
6.	2	8	2 cm	................N
7.	3	4	3 cm	................N
8.	2	25	5 cm	................N