Muatan listrik adalah sumber dari gaya listrik yang akan mempengaruhi muatan lain di sekitarnya. Muatan listrik biasanya diukur dalam satuan Coulomb (C). Pada kasus ini, kita akan membahas tentang gaya listrik yang dialami oleh suatu muatan listrik sebesar 2 milikoulomb (mC) diletakkan di suatu titik.
Dalam artikel ini kita akan membahas:
- Konsep Gaya Listrik
- Konsep medan listrik
- Kalkulasi gaya listrik yang dialami oleh muatan yang diberikan
- Faktor yang mempengaruhi besarnya gaya listrik
Konsep Gaya Listrik
Gaya listrik adalah gaya yang dihasilkan oleh adanya interaksi antara muatan listrik. Konsep gaya listrik ini dijelaskan dalam Hukum Newton Ketiga yang menyatakan bahwa gaya yang diberikan karena tarikan atau tolakan antara muatan akan sama besarnya namun berlawanan arah. Gaya listrik ini dinyatakan dalam Hukum Coulomb, yang rumusnya adalah:
F = k * |q1*q2| / r^2Di mana F adalah gaya listrik, k adalah konstanta Coulomb (8.9875517923 x 10^9 N m^2 C^-2), q1 dan q2 adalah muatan listrik, dan r adalah jarak antara kedua muatan.
Konsep Medan Listrik
Sementara gaya listrik dihasilkan antara dua muatan, konsep medan listrik diperkenalkan untuk menggambarkan efek suatu muatan pada muatan lain di sekitarnya tanpa perlu mengetahui muatan yang spesifik. Medan listrik ini didefinisikan sebagai gaya listrik per satuan muatan.
Medan listrik pada suatu titik di sekitar muatan dapat dihitung dengan rumus:
E = k * |q| / r^2Di mana E adalah medan listrik, k adalah konstanta Coulomb, q adalah muatan, dan r adalah jarak antara muatan dan titik tersebut.
Kalkulasi Gaya Listrik yang Dialami oleh Muatan yang Diberikan
Diketahui muatan listrik sebesar 2mC diletakkan di suatu titik mengalami gaya listrik yang besarnya 9. Untuk menghitung gaya listrik terhadap muatan tersebut, kita bisa menggunakan konsep medan listrik. Dari informasi yang diberikan, kita dapat menuliskan persamaan berikut:
F = E * qDi mana F adalah gaya listrik (9 N), E adalah medan listrik yang belum diketahui, dan q adalah muatan listrik yang diberikan (2 mC = 0.002 C). Dari persamaan ini, kita bisa menghitung medan listrik, E:
E = F / q = 9 N / 0.002 C = 4500 N/CDengan informasi ini, kita akan bisa menghitung jarak (r) dan muatan kedua (q2) yang menghasilkan gaya listrik ini jika diberikan lebih banyak informasi.
Faktor yang Mempengaruhi Besarnya Gaya Listrik
Beberapa faktor mempengaruhi besarnya gaya listrik antara muatan, termasuk:
- Besarnya Muatan – Semakin besar muatan, semakin besar gaya listrik yang dihasilkan
- Jarak Antara Muatan – Semakin jauh jarak antara muatan, semakin kecil gaya listrik yang dihasilkan
- Tanda Muatan – Jika muatan memiliki tanda yang sama (keduanya positif atau negatif), maka gayanya akan tolak-menolak. Jika tanda berlawanan, maka gayanya akan tarik-menarik.
Kesimpulan
Berdasarkan konsep gaya listrik dan medan listrik yang telah dijelaskan, kita bisa menghitung besarnya gaya listrik yang dialami oleh muatan 2mC diletakkan di suatu titik mengalami gaya listrik yang besarnya 9. Namun, untuk menentukan muatan kedua yang mempengaruhi gaya listrik tersebut dan jarak antara keduanya, kita memerlukan lebih banyak informasi.
