Gaya Coulomb

Dua buah muatan yang berada pada jarak r akan saling tarik-menarik atau tolak menolak, tergantung pada jenis muatannya.

Untuk muatan sejenis, positif-positif atau negatif-negatif akan saling tolak, untuk muatan berlawan jenis, negatif-positif atau positif-negatif akan saling tarik.

Gaya tarik atau tolak tersebut dikenal dengan istilah gaya listrik atau gaya Coulomb.

Formulasi seperti berikut:

Rumus gaya coulomb 

dimana 
F = gaya coulomb (N)
q1 = besar muatan pertama (C)
q2 = besar muatan kedua (C)
r = jarak pisah muatan pertama dan kedua (m)
k = konstanta gaya listrik = 9 x 109 N m2 C−2
jika diperlukan 
k = 1/4π εo 
dimana εo = 8,85 x 10−12 C2 N−1 m−2 

Untuk dicatat gaya listrik dan kuat medan listrik termasuk besaran vektor sehingga mengingat kembali materi vektor sangat diperlukan disini.

Pelajari contoh-contoh dasar berikut, dengan catatan angka-angka sengaja dipermudah untuk menyederhanakan perhitungan, sehingga hasil-hasil akan jauh dari faktual keseharian:

Tanda Plus Minus
→ Diberikan 2 buah muatan qA = + 3 C dan qB = −6 C terpisah sejauh 3 m. Tentukan besar gaya listrik yang terjadi!

Data data dari soal diatas:
q1 = qA = + 3C
q2 = qB = −6 C
r = 3 m



ke mana tanda plus minusnya?! untuk menghitung F dan E tanda plus minus tak perlu diikutkan lagi, kita tahu arah gaya-gayanya yaitu muatan A ditarik ke arah B dan muatan B ditarik ke arah A karena berlawan tanda, karena plus minusnya tadi. untuk perhitungan2 berikutnya cermati arah-arah gaya yang dihasilkan alih-alih tanda plus minus yang dihilangkan seperti contoh berikutnya:

Interaksi Muatan Lebih dari Dua dan Segaris
→ 4 buah muatan seperti gambar berikut:



Tentukan besar gaya akibat akibat interaksi muatan-muatan tersebut pada muatan yang paling kanan!

Muatan keempat, paling kanan dipengaruhi oleh 3 muatan lainnya, muatan I, II dan III. Temukan dulu gaya antara muatan keempat dan 3 muatan lainnya secara terpisah, simpan dulu nilai k. 

Muatan IV dan III, dengan jarak 1 m:

Arah gaya adalah ke kiri. 

Muatan IV dan II, dengan jarak 2 m:

Arah gaya adalah ke kiri. 

Muatan IV dan I, dengan jarak 3 m:

Arah gaya adalah ke kanan. 

Berikut ilustrasi arah arah gaya coulomb pada muatan keempat:



Jumlah gaya ke arah kanan adalah 2k, jumlah gaya ke arah kiri adalah 2k + 2k = 4k, gaya total:
F = 4k − 2k = 2k Newton = 2 (9 x 109) = 18 x 109 Newton arah ke kiri.