Rumus Hukum Coulomb adalah rumus yang digunakan untuk menghitung gaya tarik-menarik antara dua buah benda yang bermuatan listrik. Dalam hal ini, besarnya gaya tarik-menarik tersebut berbanding lurus dengan besarnya muatan listrik pada kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.
Contoh soal rumus Hukum Coulomb akan membantu Anda untuk memahami bagaimana rumus ini bekerja. Berikut adalah beberapa contoh soal rumus Hukum Coulomb:
Contoh Soal 1
Dua buah benda bermuatan listrik Q1 = 8 C dan Q2 = 12 C. Jarak antara kedua benda tersebut adalah 0,5 m. Tentukan besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut.
Untuk menyelesaikan soal ini, kita dapat menggunakan rumus Hukum Coulomb:
F = k * (Q1 * Q2) / r^2
Di mana:
- F = besar gaya tarik-menarik antara kedua benda
- k = konstanta Coulomb (9 x 10^9 Nm^2/C^2)
- Q1 dan Q2 = muatan listrik pada kedua benda
- r = jarak antara kedua benda
Masukkan nilai yang diberikan ke dalam rumus tersebut:
F = (9 x 10^9 Nm^2/C^2) * (8 C * 12 C) / (0,5 m)^2 = 3,84 x 10^14 N
Jadi, besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut adalah 3,84 x 10^14 N.
Contoh Soal 2
Sebuah elektron bermuatan negatif (q = -1,6 x 10^-19 C) berada pada jarak 2,5 x 10^-10 m dari inti atom helium yang bermuatan positif (Q = 2e). Tentukan besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut.
Kita dapat menggunakan rumus Hukum Coulomb untuk menyelesaikan soal ini:
F = k * (q * Q) / r^2
Di mana:
- F = besar gaya tarik-menarik antara kedua benda
- k = konstanta Coulomb (9 x 10^9 Nm^2/C^2)
- q dan Q = muatan listrik pada kedua benda
- r = jarak antara kedua benda
Masukkan nilai yang diberikan ke dalam rumus tersebut:
F = (9 x 10^9 Nm^2/C^2) * (-1,6 x 10^-19 C * 2 x 1,6 x 10^-19 C) / (2,5 x 10^-10 m)^2 = -1,15 x 10^-8 N
Jadi, besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut adalah -1,15 x 10^-8 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut adalah gaya tarikan atau gaya yang menarik elektron ke inti atom helium.
Contoh Soal 3
Dua buah benda bermuatan listrik Q1 = 5 C dan Q2 = -3 C. Jarak antara kedua benda tersebut adalah 1 m. Tentukan besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut.
Kita dapat menggunakan rumus Hukum Coulomb untuk menyelesaikan soal ini:
F = k * (Q1 * Q2) / r^2
Di mana:
- F = besar gaya tarik-menarik antara kedua benda
- k = konstanta Coulomb (9 x 10^9 Nm^2/C^2)
- Q1 dan Q2 = muatan listrik pada kedua benda
- r = jarak antara kedua benda
Masukkan nilai yang diberikan ke dalam rumus tersebut:
F = (9 x 10^9 Nm^2/C^2) * (5 C * -3 C) / (1 m)^2 = -1,35 x 10^10 N
Jadi, besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut adalah -1,35 x 10^10 N. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya tersebut adalah gaya tarikan atau gaya yang menarik kedua benda ke arah satu sama lain.
Kesimpulan
Rumus Hukum Coulomb sangat penting dalam memahami sifat-sifat muatan listrik dan gaya tarik-menarik antara dua benda yang bermuatan listrik. Dalam contoh soal di atas, kita dapat melihat bagaimana rumus ini digunakan untuk menghitung besar gaya tarik-menarik antara dua benda yang berbeda muatan listrik dan jaraknya. Dengan memahami rumus Hukum Coulomb, kita dapat lebih mudah memahami fenomena-fenomena listrik dan elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.
