IPA Kelas 9 : Listrik Statis 2 (Gaya Listrik/Hukum Coulomb)

Konsep Dasar Gaya Listrik
📌 Gaya listrik terjadi antara dua muatan: gaya tolak menolak terjadi jika muatan sejenis (positif-positif atau negatif-negatif).
🧲 Gaya tarik-menarik terjadi jika muatan berbeda jenis (positif dan negatif).
📏 Besar gaya listrik dihitung menggunakan Hukum Coulomb.

Faktor yang Mempengaruhi Gaya Listrik (Hukum Coulomb)
📌 Gaya ($F$) berbanding lurus dengan perkalian besar muatan ($q_a$ dan $q_b$): $F \propto q_a q_b$. Semakin besar muatan, semakin besar gayanya.
📉 Gaya ($F$) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ($R^2$) antar muatan: $F \propto \frac{1}{R^2}$. Jika jarak digandakan menjadi $2R$, gaya menjadi $\frac{1}{4}$ kali semula.
📐 Rumus Hukum Coulomb: $$F = k \frac{q_a q_b}{R^2}$$ di mana $k$ adalah konstanta Coulomb bernilai $9 \times 10^9 \text{ Nm}^2/\text{C}^2$.

Aplikasi dan Perhitungan Hukum Coulomb
🔢 Saat menghitung besar gaya ($F$), tanda negatif pada muatan tidak dimasukkan ke dalam rumus, tanda tersebut hanya menunjukkan jenis muatan.
⚛️ Satuan yang digunakan: Gaya ($F$) dalam Newton (N), Muatan ($q$) dalam Coulomb (C), dan Jarak ($R$) dalam meter (m).
🔄 Untuk soal perbandingan, hubungan $F$ dan $R$ bersifat berbanding terbalik, sehingga perbandingannya adalah $\frac{F_2}{F_1} = \left(\frac{R_1}{R_2}\right)^2$.

Contoh Soal dan Penyelesaian
🧪 Soal 1 (Menghitung Gaya $F$): Dua muatan $Q_1 = 2 \mu\text{C}$ dan $Q_2 = 5 \mu\text{C}$ terpisah $R = 3 \text{ cm}$ menghasilkan gaya tolak menolak sebesar $100 \text{ N}$.
🔍 Soal 2 (Menghitung Jarak $R$): Muatan $Q_1$ dan $Q_2$ menghasilkan gaya $F = 0.9 \text{ N}$. Jika muatan diabaikan tandanya ($4 \times 10^{-6} \text{ C}$ dan $1 \times 10^{-6} \text{ C}$), jarak $R$ yang dihasilkan adalah $0.2 \text{ m}$ (atau $20 \text{ cm}$).
📊 Soal 4 (Perbandingan Perubahan): Ketika kedua muatan diperbesar menjadi dua kali semula ($q \to 2q$) dan jarak diperbesar dari $5 \text{ cm}$ menjadi $10 \text{ cm}$, gaya tolak menolak ($F_1 = 4 \text{ N}$) berubah menjadi $F_2 = 4 \text{ N}$ (gaya tetap sama).

Key Points & Insights
➡️ Pahami konversi satuan dasar, khususnya $\mu\text{C}$ ke $\text{C}$ ($10^{-6}$) dan $\text{cm}$ ke $\text{m}$ ($10^{-2}$).
➡️ Ingat aturan perpangkatan saat melakukan perhitungan: perkalian ($10^a \times 10^b = 10^{a+b}$), pembagian ($10^a / 10^b = 10^{a-b}$), dan pemangkatan ($\left(10^a\right)^b = 10^{a \times b}$).
➡️ Gunakan metode perbandingan secara efisien untuk soal yang melibatkan perubahan jarak atau muatan, membandingkan lurus untuk $q$ dan terbalik untuk $R^2$.

📸 Video summarized with SummaryTube.com on Nov 26, 2025, 14:34 UTC