Rumus gaya coulomb, pahami pengertian, contoh soal dan cara mudah mengerjakannya

Brilio.net - Dalam ilmu fisika, rumus gaya Coulomb adalah salah satu prinsip dasar dalam elektrostatika yang menggambarkan gaya antara dua muatan listrik yang terpisah. Rumus Gaya Coulomb sendiri ditemukan oleh fisikawan asal Prancis, Charles-Augustin de Coulomb. Dia memberikan dasar untuk pemahaman interaksi listrik antara partikel bermuatan.

Pengetahuan tentang gaya Coulomb sangat penting dalam memahami elektrostatika, medan listrik, dan berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, seperti listrik statis, interaksi antara muatan, dan perilaku muatan listrik dalam sistem listrik.

Nah, untuk lebih jelasnya kamu bisa simak baik-baik penjelasan berikut ini. Seperti dihimpun brilio.net dari berbagai sumber pada Selasa (31/10). Berikut penjelasan tentang rumus gaya coulomb, pahami pengertian, contoh soal dan cara mudah mengerjakannya.

Pengertian Gaya Coulomb

Gaya Coulomb adalah gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik, yang bergantung pada besar muatan listrik kedua benda dan jarak di antara keduanya.

Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya antara dua muatan sebanding dengan hasil perkalian dari besar muatan-muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya.

Rumus Gaya Coulomb

Rumus gaya coulomb
pexels.com

Rumus untuk menghitung gaya Coulomb adalah:

F = k x ( |q1 x q2| ) : r²

Catatan:
- F adalah gaya Coulomb antara dua muatan,
- k adalah konstanta elektrostatika, yang nilainya sekitar 8.9875 x 10 N m²/C²,
- q1 dan q2 adalah muatan dari dua benda
- r adalah jarak di antara kedua muatan.

Contoh Soal Menggunakan Rumus Gaya Coulomb

Contoh Soal 1:

Dua partikel bermuatan memiliki muatan q1 = 2 x 10 C dan q2 = -3 x 10 C, dan terpisah oleh jarak 0.5 meter. Hitunglah gaya Coulomb yang bekerja di antara kedua partikel tersebut!

Pemecahan Soal:

Diketahui bahwa q1 = 2 x 10 C, q2 = -3 x 10 C, dan r = 0.5 meter.

Langkah-langkahnya:

- Gunakan rumus F = k x ( |q1 x q2| ) : r²
- Masukkan nilai q1 = 2 x 10 C, q2 = -3 x 10 C, r = 0.5 meter, dan k = 8.9875 x 10 N m²/C² ke dalam rumus.

F = 8.9875 x 10 x ( |2 x 10 x -3 x 10| ) : (0.5)²
F = 8.9875 x 10 x (6 x 10 ¹¹) : (0.25)²
F = 8.9875 x 10 x 2,4 x 10 ¹¹
F = 215.7 x 10²
F = 2.157 N

Jadi, gaya Coulomb yang bekerja di antara kedua partikel adalah 2.157 Newton.

Rumus gaya coulomb
freepik.com

Contoh Soal 2:

Dua partikel bermuatan masing-masing q1 = 5 x 10 C dan q2 = 4 x 10 C, dipisahkan oleh jarak 0.8 meter. Hitunglah gaya Coulomb antara kedua partikel tersebut!

Pemecahan Soal:

Diketahui bahwa q1 = 5 x 10, q2 = 4 x 10 C, dan r = 0.8 meter.

Langkah-langkahnya:

- Gunakan rumus F = k x ( |q1 x q2| ) : r²
- Masukkan nilai q1 = 5 x 10, q2 = 4 x 10 C, r = 0.8 meter, serta k = 8.9875 x 10 N m²/C² ke dalam rumus.

F = 8.9875 x 10 x ( |5 x 10 x 4 x 4 x 10| ) : (0.8)²
F = 8.9875 x 10 x (20 x 10 ¹² ) : (0.64)²
F = 8.9875 x 10 x 31.25 x 10 ¹²
F = 280.46875 x 10³
F = 0.2805 N

Jadi, gaya Coulomb antara kedua partikel adalah 0.2805 Newton.

Contoh Soal 3:

Dua partikel bermuatan masing-masing q1 = -6 x 10 C dan q2 = 3 x 10 C yang berada pada jarak 0.6 meter. Tentukan gaya Coulomb yang bekerja di antara keduanya!

Pemecahan Soal:

Diketahui, bahwa q1 = -6 x 10 C dan q2 = 3 x 10 C , serta r = 0.6 meter.

Langkah-langkahnya:

1. Gunakan rumus F = k x ( |q1 x q2| ) : r²
2. Masukkan nilai q1 = -6 x 10 C dan q2 = 3 x 10 C , serta r = 0.6 meter ke dalam rumus.

F = 8.9875 x 10 x ( |-6 x 10 x 3 x 10| ) : (0.6)²
F = 8.9875 x 10 x (18 x 10 ¹²) : (0.36)²
F = 8.9875 x 10 x 50 x 10 ¹²
F = 449.375 x 10³
F = 0.4494 N

Jadi, gaya Coulomb yang bekerja di antara kedua partikel adalah 0.4494 Newton.

Cara Mudah Mengerjakan Soal Dengan Rumus Gaya Coulomb

Rumus gaya coulomb
freepik.com

1. Pahami Konsep

Penting untuk memahami konsep hukum Coulomb dan bagaimana muatan listrik serta jarak mempengaruhi gaya antara dua benda bermuatan.

2. Satuan

Pastikan untuk menggunakan satuan yang konsisten, seperti Coulomb untuk muatan, meter untuk jarak, dan Newton untuk gaya.

3. Perhatikan Tanda Muatan

Tanda positif dan negatif muatan sangat penting dalam perhitungan. Jangan lupa mengganti tanda negatif dengan nilai negatif dalam perhitungan gaya Coulomb.

4. Perhatikan Konstanta Elektrostatika

Pastikan menggunakan nilai konstanta elektrostatika yang benar (k) dalam perhitungan agar hasilnya akurat.

5. Perhatikan Perkalian dan Pembagian

Jangan lupa untuk mengalikan nilai muatan, mengambil nilai mutlak hasilnya, dan kemudian membagi dengan kuadrat jarak di antara muatan.

Dengan pemahaman yang kuat tentang rumus gaya Coulomb dan memperhatikan detail saat melakukan perhitungan, kamu dapat dengan mudah menyelesaikan berbagai soal yang berkaitan dengan interaksi listrik antara benda bermuatan.