FISIKA Kelas 12 - Hukum Coulomb & Medan Listrik | GIA Academy

Hukum Coulomb dan Gaya Elektrostatik
⚡ Petir terjadi karena elektron di bagian bawah awan tertarik oleh proton di daratan, menunjukkan fenomena listrik statis.
🔗 Interaksi tarik-menarik atau tolak-menolak antara benda bermuatan disebut gaya elektrostatik atau gaya Coulomb.
📐 Hukum Coulomb menyatakan gaya elektrostatik ($F$) berbanding lurus dengan perkalian muatan ($Q_1, Q_2$) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ($R^2$): $F = k \frac{Q_1 Q_2}{R^2}$.
🛠️ Konstanta Coulomb ($k$) bernilai $9 \times 10^9 \text{ Nm}^2/\text{C}^2$, dan permitivitas ruang hampa ($\epsilon_0$) bernilai $8.85 \times 10^{-12} \text{ C}^2/\text{Nm}^2$.

Perhitungan Resultan Gaya Coulomb
➕ Untuk beberapa muatan, resultan gaya Coulomb dijumlahkan secara vektor.
⬆️ Pada tiga muatan segaris, jika gaya searah (misalnya, dua muatan menarik muatan uji), resultannya adalah penjumlahan magnitudo gaya: $F_{\text{total}} = F_{31} + F_{32}$.
📐 Jika gaya membentuk sudut (misalnya pada sudut segitiga), resultan gaya dihitung menggunakan rumus kosinus: $F = \sqrt{F_1^2 + F_2^2 + 2 F_1 F_2 \cos \alpha}$.
📏 Dalam contoh soal, gaya pada muatan di sudut siku-siku dihitung menggunakan teorema Pythagoras karena $\cos 90^\circ = 0$, menghasilkan $F = \sqrt{F_{12}^2 + F_{13}^2}$.

Medan Listrik dan Kuat Medan Listrik
🌐 Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan yang masih dipengaruhi gaya listrik, digambarkan dengan garis gaya yang mengalir dari muatan positif ke negatif.
📏 Kuat medan listrik ($E$) diukur sebagai gaya Coulomb ($F$) per muatan uji ($Q_{\text{uji}}$): $E = F/Q_{\text{uji}}$, atau $E = k Q_{\text{sumber}} / R^2$.
➕ Jika titik uji berada di antara muatan, kuat medan listrik total adalah penjumlahan (jika searah) atau pengurangan (jika berlawanan arah) dari medan listrik individu.
⬆️ Pada kasus dua medan listrik yang membentuk sudut $\alpha$ (misalnya, pada titik sudut segitiga), resultan kuat medan dihitung dengan rumus kosinus yang sama: $E_{\text{total}} = \sqrt{E_1^2 + E_2^2 + 2 E_1 E_2 \cos \alpha}$.

Key Points & Insights
➡️ Muatan sejenis selalu tolak-menolak, sementara muatan tidak sejenis selalu tarik-menarik.
➡️ Ketika menghitung besar gaya Coulomb ($F$) atau kuat medan listrik ($E$) menggunakan rumus matematis, abaikan tanda positif/negatif muatan dalam perhitungan magnitudonya.
➡️ Untuk menentukan lokasi titik di mana gaya Coulomb nol (seimbang) di antara dua muatan sejenis, gunakan perbandingan jarak kuadrat sama dengan perbandingan muatan: $(R_A/R_B)^2 = Q_A/Q_B$.
➡️ Arah medan listrik ($E$) selalu menjauhi muatan sumber positif dan menuju muatan sumber negatif.

📸 Video summarized with SummaryTube.com on Oct 05, 2025, 13:49 UTC