Muatan Listrik dan Gaya Listrik
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| charge/tʃɑːdʒ/ | muatan |
| Coulomb's law/ˈkuːlɒmz lɔː/ | Hukum Coulomb |
| coulomb/ˈkuːlɒm/ | coulomb |
Gosok balon pada rambut Anda — sekarang menempel di dinding
- Gosok balon pada rambut Anda dan ia menempel pada dinding, menentang gravitasi.
- Menggosok memindahkan muatan tak kasat mata dari satu permukaan ke permukaan lainnya.
- Muatan datang dalam dua jenis, dan mereka tolak-menolak serta tarik-menarik tanpa pernah bersentuhan.
- Aturan untuk tolak-menolak dan tarik-menarik itu adalah hukum Coulomb.
Dua jenis muatan
- Ada muatan positif dan negatif (proton +, elektron −).
- Muatan sejenis tolak; muatan berlawanan tarik — aturan mendasarnya.
- Muatan diukur dalam coulomb ($\text{C}$); muatan elektron sangat kecil.
- Sebuah benda bermuatan ketika memiliki jumlah proton dan elektron yang tidak sama.
Dua muatan negatif diletakkan berdekatan. Mereka akan:
Muatan sejenis tolak-menolak — dua muatan negatif saling mendorong menjauh.
Muatan listrik diukur dalam ____.
Muatan diukur dalam coulomb ($\text{C}$).
Sebuah muatan positif dan negatif akan:
Muatan berlawanan tarik-menarik.
Hukum Coulomb
- Gaya antara dua muatan titik adalah $F = \dfrac{k q_1 q_2}{r^2}$.
- Gaya ini bertambah seiring bertambahnya masing-masing muatan dan berkurang sebagai kuadrat terbalik dari jarak.
- Gandakan jaraknya, maka gaya turun menjadi seperempat — sama seperti gravitasi.
- $k$ adalah konstanta Coulomb; arahnya sepanjang garis penghubung muatan.
Medan dari muatan
Ubah muatan dan lihat medan listrik yang diciptakannya di sekitarnya.
Dua muatan dibawa dari $2\ \text{m}$ ke $1\ \text{m}$. Seberapa faktor peningkatan gayanya?
Mengurangi setengah $r$ mengalikan $1/r^2$ dengan $4$ — gayanya empat kali lebih besar.
Pilih semua perubahan yang meningkatkan gaya listrik antara dua muatan.
$F = kq_1q_2/r^2$ bertambah seiring dengan muatan maupun kedekatan. Semakin jauh, gayanya melemah.
Sama seperti gravitasi, tapi lebih kuat
- Hukum Coulomb memiliki bentuk kuadrat terbalik yang sama dengan gravitasi.
- Namun gaya listrik jauh lebih kuat dan dapat tolak maupun tarik.
- Gravitasi hanya selalu menarik; gaya listrik melakukan keduanya, tergantung tanda muatannya.
- Inilah sebabnya kimia dan elektronik diatur oleh gaya listrik, bukan gravitasi.
Seperti gravitasi, gaya listrik mengikuti hukum kuadrat terbalik terhadap jarak.
Kedua $F = kq_1q_2/r^2$ dan gravitasi berubah sebanding dengan $1/r^2$; namun gaya listrik juga dapat tolak-menolak.
Hukum Coulomb bersifat kuadrat terbalik ($1/r^2$), bukan $1/r$. Menggandakan pemisahan mengkuartalkan gaya, bukan menghemiskannya. Dan ingatlah bahwa gaya tersebut bisa berupa tolakan atau tarikan tergantung apakah muatannya sejenis atau berlawanan.
Dua muatan dipindahkan dari $2\ \text{m}$ terpisah menjadi $1\ \text{m}$ terpisah. Bagaimana perubahan gayanya?
- Mengurangi setengah $r$ mengalikan $\dfrac{1}{r^2}$ dengan $4$.
- Gayanya menjadi empat kali lebih kuat.
Ada dua jenis muatan (+ dan −): sejenis tolak, berlawanan tarik. Hukum Coulomb memberikan gaya, $F = \dfrac{kq_1q_2}{r^2}$ — sebuah hukum kuadrat terbalik seperti gravitasi, namun jauh lebih kuat dan mampu menarik sekaligus menolak.