Gaya listrik: apa itu dan bagaimana menggunakan rumus

Gaya listrik adalah interaksi tarik-menarik atau tolak-menolak yang ditimbulkan antara dua muatan karena adanya medan listrik disekitarnya.

Kemampuan muatan untuk menciptakan gaya listrik ditemukan dan dipelajari oleh fisikawan Prancis Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) pada akhir abad ke-18.

Sekitar tahun 1780, Coulomb menciptakan keseimbangan torsi dan dengan instrumen ini ia secara eksperimental menunjukkan bahwa intensitas gaya berbanding lurus dengan nilai muatan listrik yang berinteraksi dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang memisahkan.

Rumus gaya listrik

Rumus matematika, juga disebut Hukum Coulomb, yang menyatakan intensitas gaya listrik adalah:

ruang F lurus sama dengan lurus K spasi pembilang garis vertikal terbuka q lurus dengan 1 subskrip garis vertikal tutup buka bar vertikal lurus q dengan 2 subscript tutup bar vertikal di atas penyebut lurus r kuadrat ujung end pecahan

Dalam Satuan Sistem Internasional (SI), intensitas gaya listrik (F) dinyatakan dalam newton (N).

Istilah-istilah itu₁ dan apa₂rumus sesuai dengan nilai absolut muatan listrik, yang satuan SI-nya coulomb (C), dan jarak yang memisahkan kedua muatan (r) dinyatakan dalam meter (m).

Konstanta proporsionalitas (K) tergantung pada media tempat muatan dimasukkan, misalnya, dalam ruang hampa istilah ini disebut konstanta elektrostatik (K

instagram story viewer

₀) dan nilainya adalah 9,10⁹ Nm²/Ç².

Belajar lebih tentangHukum Coulomb.

Untuk apa rumus gaya listrik digunakan dan bagaimana cara menghitungnya?

Rumus yang dibuat oleh Coulomb digunakan untuk menggambarkan intensitas interaksi timbal balik antara dua muatan titik. Muatan-muatan ini adalah benda-benda yang dialiri listrik yang dimensinya dapat diabaikan dibandingkan dengan jarak di antara mereka.

Tarik-menarik listrik terjadi antara muatan yang berlawanan tanda, karena gaya yang ada adalah gaya tarik-menarik. Tolakan listrik terjadi ketika muatan dengan tanda yang sama disatukan, karena gaya tolak bekerja pada mereka.

Terjadi kesalahan saat mengonversi dari MathML ke teks yang dapat diakses.

Untuk menghitung kekuatan listrik sinyal dari muatan listrik mereka tidak diperhitungkan, hanya nilai-nilai mereka. Lihat cara menghitung gaya listrik dengan contoh berikut.

Contoh 1: Dua partikel berlistrik, q₁ = 3,0 x 10^-6C dan q₂ = 5.0 x 10 x^-6C, dan dengan dimensi yang dapat diabaikan terletak pada jarak 5 cm dari satu sama lain. Tentukan kekuatan gaya listrik mengingat mereka berada dalam ruang hampa. Gunakan konstanta elektrostatik K₀= 9. 10⁹ Nm²/Ç².

Larutan: Untuk mencari gaya listrik, data harus diterapkan dalam rumus dengan satuan yang sama dengan konstanta elektrostatik.

Perhatikan bahwa jarak diberikan dalam sentimeter, tetapi konstanta adalah meter, jadi langkah pertama adalah mengubah satuan jarak.

1 spasi cm spasi sama dengan spasi 1 di atas 100 spasi lurus m 5 spasi cm spasi sama dengan spasi 5 di atas 100 spasi lurus m sama dengan 0 koma 05 spasi lurus m

Langkah selanjutnya adalah mengganti nilai dalam rumus dan menghitung gaya listrik.

ruang F lurus sama dengan lurus K ruang pembilang batang vertikal terbuka lurus q dengan 1 subskrip batang vertikal tutup batang vertikal terbuka lurus q dengan 2 subskrip menutup bilah vertikal di atas penyebut lurus r kuadrat ujung pecahan lurus F ruang sama dengan ruang 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. lurus m kuadrat di atas penyebut lurus C kuadrat ujung pecahan. pembilang kurung kiri 3 koma 0 ruang kuadrat x spasi 10 pangkat minus 6 ujung ruang kuadrat eksponensial C ruang kurung kanan. spasi kurung kiri 5 koma 0 spasi kuadrat x spasi 10 ke minus 6 ujung kuadrat eksponensial spasi C kurung kanan penyebut lebih kurung kiri 0 koma 05 spasi lurus m kurung kanan kuadrat ujung pecahan lurus F spasi sama dengan 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. lurus m kuadrat di atas penyebut lurus C kuadrat ujung pecahan. pembilang 15 koma 0 spasi lurus x spasi 10 pangkat dari minus 6 ditambah kurung kiri dikurangi 6 kurung kanan akhir ruang lurus eksponensial C kuadrat di atas penyebut 0 koma 0025 ruang lurus m kuadrat ujung pecahan lurus F ruang sama dengan 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. pemogokan diagonal ke atas di atas garis lurus m kuadrat ujung strikeout di atas penyebut strike melalui diagonal ke atas di atas lurus C kuadrat ujung strikeout di ujung pecahan. pembilang 15 koma 0 spasi. spasi 10 pangkat minus 12 ujung ruang eksponensial dicoret secara diagonal ke atas di atas lurus C kuadrat ujung coret di atas penyebut 0 koma 0025 spasi dicoret secara diagonal di atas lurus m kuadrat ujung dicoret ujung pecahan lurus F ruang sama dengan pembilang 135 spasi di atas penyebut 0 koma 0025 ujung ruang pecahan.10 pangkat 9 ditambah kurung kiri dikurangi 12 kurung kanan akhir eksponensial lurus N lurus F ruang sama dengan 54000 ruang. ruang 10 pangkat minus 3 dari ruang lurus eksponensial N lurus F ruang sama dengan 54 ruang lurus N

Kami sampai pada kesimpulan bahwa intensitas gaya listrik yang bekerja pada muatan adalah 54 N.

Anda mungkin juga tertarikelektrostatika.

Contoh 2: Jarak antara titik A dan B adalah 0,4 m dan beban Q terletak di ujungnya₁ dan Q₂. Muatan ketiga, Q₃, dimasukkan pada titik yang berjarak 0,1 m dari Q₁.

Hitung gaya total pada Q₃ mengetahui bahwa:

Q₁ = 2,0 x 10^-6Ç
Q₂ = 8,0 x 10^-6Ç
Q₃ = – 3,0 x 10^-6Ç
K₀ = 9. 10⁹ Nm²/Ç²

Larutan: Langkah pertama dalam menyelesaikan contoh ini adalah menghitung kekuatan gaya listrik antara dua muatan sekaligus.

Mari kita mulai dengan menghitung gaya tarik menarik antara Q₁ dan Q₃.

lurus F spasi sama dengan lurus K dengan 0 subskrip pembilang spasi buka bar vertikal lurus q dengan 1 subscript tutup bar vertikal bar vertikal terbuka q lurus dengan 3 subskrip menutup bilah vertikal pada penyebut lurus d dengan 1 subskrip kuadrat ujung pecahan lurus F spasi sama dengan spasi 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. lurus m kuadrat di atas penyebut lurus C kuadrat ujung pecahan. pembilang kurung kiri 2 koma 0 ruang kuadrat x spasi 10 pangkat minus 6 ujung ruang kuadrat eksponensial C ruang kurung kanan. spasi kurung kiri 3 koma 0 kuadrat spasi x spasi 10 ke minus 6 ujung kuadrat eksponensial spasi C kurung kanan pada penyebut kurung kiri 0 koma 1 spasi kuadrat m kurung kanan kuadrat ujung pecahan lurus F spasi sama dengan 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. lurus m kuadrat di atas penyebut lurus C kuadrat ujung pecahan. pembilang 6 koma 0 spasi lurus x spasi 10 pangkat dari minus 6 ditambah kurung kiri dikurangi 6 kurung kanan akhir ruang lurus eksponensial C kuadrat di atas penyebut 0 koma 01 ruang lurus m kuadrat ujung pecahan lurus F ruang sama dengan 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. pemogokan diagonal ke atas di atas garis lurus m kuadrat ujung strikeout di atas penyebut strike melalui diagonal ke atas di atas lurus C kuadrat ujung strikeout di ujung pecahan. pembilang 6 koma 0 spasi. spasi 10 pangkat minus 12 ujung ruang eksponensial dicoret secara diagonal ke atas di atas lurus C kuadrat ujung coret di atas penyebut 0 koma 01 spasi dicoret diagonal ke atas di atas lurus m kuadrat ujung dicoret ujung pecahan lurus F ruang sama dengan pembilang 54 spasi di atas penyebut 0 koma 01 ujung ruang pecahan.10 pangkat 9 ditambah kurung kiri dikurangi 12 kurung kanan akhir eksponensial lurus N lurus F ruang sama dengan 5400 ruang. spasi 10 ke minus 3 pangkat dari ruang lurus eksponensial N lurus F ruang 5 koma 4 ruang lurus N

Sekarang, kami menghitung gaya tarik-menarik antara Q₃dan Q₂.

Jika total jarak antara garis AB dengan garis miring superskrip adalah 0,4 m dan Q₃ terletak 0,1 m dari A, artinya jarak antara Q₃dan Q₂ adalah 0,3 m.

ruang F lurus sama dengan K lurus dengan 0 subskrip ruang pembilang bar vertikal terbuka q dengan 3 subskrip bar vertikal tutup bar vertikal terbuka q lurus dengan 2 subskrip menutup bilah vertikal pada penyebut lurus d dengan 2 subskrip kuadrat ujung pecahan lurus F ruang sama dengan ruang 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. lurus m kuadrat di atas penyebut lurus C kuadrat ujung pecahan. pembilang kurung kiri 3 koma 0 ruang kuadrat x spasi 10 pangkat minus 6 ujung ruang kuadrat eksponensial C ruang kurung kanan. spasi kurung kiri 8 koma 0 spasi kuadrat x spasi 10 ke minus 6 ujung kuadrat eksponensial spasi C kurung kanan tentang penyebut kurung kiri 0 koma 3 spasi lurus m kurung kanan kuadrat ujung pecahan lurus F spasi sama dengan 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. lurus m kuadrat di atas penyebut lurus C kuadrat ujung pecahan. pembilang 24 koma 0 spasi lurus x spasi 10 pangkat dari minus 6 ditambah kurung kiri dikurangi 6 kurung kanan akhir ruang lurus eksponensial C kuadrat di atas penyebut 0 koma 09 ruang lurus m kuadrat ujung pecahan lurus F ruang sama dengan 9 ruang. spasi 10 pangkat 9 pembilang lurus spasi N. pemogokan diagonal ke atas di atas garis lurus m kuadrat ujung strikeout di atas penyebut strike melalui diagonal ke atas di atas lurus C kuadrat ujung strikeout di ujung pecahan. pembilang 24 koma 0 spasi. spasi 10 pangkat minus 12 ujung ruang eksponensial dicoret secara diagonal ke atas di atas lurus C kuadrat ujung coret di atas penyebut 0 koma 09 spasi dicoret diagonal ke atas di atas lurus m kuadrat ujung dicoret ujung pecahan lurus F spasi sama dengan pembilang 216 di atas penyebut 0 koma 09 ujung ruang pecahan.10 pangkat 9 ditambah kurung kiri dikurangi 12 kurung kanan ujung eksponensial lurus N lurus ruang F sama dengan 2400 ruang. spasi 10 ke minus 3 pangkat dari ruang lurus eksponensial N lurus F ruang 2 koma 4 ruang lurus N

Dari nilai gaya tarik menarik antar beban, kita dapat menghitung gaya yang dihasilkan sebagai berikut:

lurus F dengan ruang subscript r lurus sama dengan ruang lurus F dengan 13 ruang subscript dikurangi ruang lurus F dengan 23 subscript lurus F dengan r subscript lurus spasi sama dengan spasi 5 koma 4 spasi lurus N spasi dikurangi spasi 2 koma 4 spasi lurus N lurus F dengan r lurus spasi subskrip sama dengan spasi 3 lurus N

Kami sampai pada kesimpulan bahwa gaya listrik yang dihasilkan Q₁dan Q₂mengerahkan Q₃ adalah 3 N

Untuk terus menguji pengetahuan Anda, daftar berikut akan membantu Anda:

Hukum Coulomb - Latihan
Muatan listrik - Latihan
Elektrostatika - Latihan

Gaya listrik: apa itu dan bagaimana menggunakan rumus

Rumus gaya listrik

Untuk apa rumus gaya listrik digunakan dan bagaimana cara menghitungnya?

Superkonduktor: apa itu, bahan dan aplikasi

Konservasi muatan listrik

Cara kerja pembangkit listrik tenaga surya