Gaya Listrik: Hukum Coulomb dan Resultan Gaya | Rangkuman Materi Fisika Kelas 12 | Bab 1 | SMA | Kurikulum Merdeka | Wislah Indonesia |
Gaya Listrik: Hukum Coulomb dan Resultan Gaya
Gaya listrik adalah fenomena di mana benda-benda dapat bermuatan listrik secara statis dan berinteraksi tarik-menarik atau tolak-menolak jika berada pada jarak tertentu. Fenomena ini dipelajari oleh ilmuwan Prancis, Charles de Coulomb, dan hasil penelitiannya dikenal sebagai Hukum Coulomb.
Menurut Hukum Coulomb, besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut. Besar gaya listrik pada muatan listrik q1 akibat muatan q2 yang berjarak r, dapat dituliskan sebagai:
f = k * (q1 * q2) / r^2
Dalam rumus tersebut, F adalah besar gaya dalam Newton, k adalah bilangan konstanta listrik yang bergantung pada jenis medium muatan berada. Konstanta k untuk medium udara atau ruang hampa adalah 9 x 10^9 N.m^2/C^2. Untuk medium lain seperti air atau minyak, nilai konstanta k dapat dicari dengan rumus k = 1/4 * π * ε, di mana ε adalah nilai permitivitas medium. Permitivitas medium dijabarkan sebagai ε = εr * εo, dengan εo adalah permitivitas udara atau ruang hampa (εo = 8,85 x 10^-12 F/m), dan εr adalah konstanta dielektrik medium atau permitivitas relatif medium terhadap permitivitas udara.
Selain itu, gaya merupakan salah satu besaran vektor, sehingga sebelum menentukan besar gaya pada sebuah muatan akibat beberapa muatan, perlu ditentukan terlebih dahulu arahnya sebelum ditentukan besar resultannya. Jika dua gaya F1 dan F2 bekerja pada sebuah muatan dan saling membentuk sudut α, maka resultan gaya listriknya dapat dicari dengan persamaan yang lebih lanjut.
Pemahaman tentang gaya listrik, hukum Coulomb, dan perhitungan resultan gaya ini sangat penting dalam memahami berbagai fenomena elektrostatika dan interaksi muatan listrik dalam berbagai medium.
