1cover-hk-coulomb-rk

Bahan Ajar Fisika Dasar II
TPB ITB kelas 4 SKS
Disusun oleh:
Rizal Kurniadi – Widayani - A. Rusli -Euis Sustini Enjang Jaenal Mustopa - Herman - Gunawan
Handayani - Suprijadi Haryono -Alexander
Iskandar- Jusak Sali Kosasih - Mikrajuddin
Abdullah -Daniel Kurnia
Bandung, Desember 2004
Materi
1. LISTRIK:
2. MAGNET:
3. GELOMBANG:
4. FISIKA MODERN:
•Muatan listrik dan
•Medan magnet
•Gejala Gelombang
•Penemuan Elektron
hukum Coulomb
•GGL Imbas
•Gelombang Mekanik •Percobaan Rutherford
•Medan Listrik
•Induktansi
•Hukum Gauss
•Bahan Magnetik
•Gelombang
Elektromagnetik
•Sifat listrik bahan
•Arus Bolak Balik
•Energi Potensial dan
Potensial listrik
•Kapasitor
•Arus listrik
•Alat alat Optik
•Model Atom Bohr
•Ketidak-pastian
Heisenberg
•Mikroskop Elektron
•Radiasi benda hitam
•Dualisme partikelgerlombang
•Efek Fotolistrik
Hukum Coulomb
Keseimbangan Torsi Coulomb
Perputaran ini
untuk
mencocokan dan
mengukur torsi
dalam serat dan
sekaligus gaya
yang menahan
muatan
Skala dipergunakan untuk
membaca besarnya
pemisahan muatan
Percobaan Coulomb
F
Garis Fr-2
r
Hukum Coulomb
• Penentuan Coulomb
– Gaya tarik menarik jika muatan berbeda tanda
– Gaya sebanding dengan perkalian muatan q1 dan q2
sepanjang garis lurus yang menghubungkannya
– Gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
• I.e.
– |F12|  |Q1| |Q2| / r122
– atau
– |F12|= k |Q1| |Q2| / r122
Hukum Coulomb
• Satuan untuk konstanta ditentukan dari hukum
Coulomb
• Coulomb telah menentukan konstanta ini dalam satuan
SI
– k = 8.987.5x109 Nm2C-2
• k secara normal dinyatakan sebagai k = 1/40
Bentuk vektor hukum Coulomb
F12
r12
+
F12
r̂12
+
F21
-
Q2
F21
Q1
+
Kuis
Objek A bermuatan +2 C dan Objek B
bermuatan +6 C. Pernyataan manakah yang
benar ?
FBA?
A
+2 C
FAB?
B
+6 C
•
•
•
•
A: FAB=-3FBA
B: FAB=-FBA
C: 3FAB=-FBA
D: FAB=12FBA
Gaya dari banyak muatan
Superposisi
Gaya dari banyak muatan
Q2
F41
Q1
-
F21
+
F31
Prinsip
superposisi
-
+
Q4
Q3
Gaya pada muatan
adalah jumlah vektor
gaya dari semua muatan
F1  F21  F31  F41
Gaya dari muatan kontinu :
Q
R-r
dq
r
R
FQ 
1
4 0
Q


R  r
dq
Rr
3
Gaya dari muatan kontinu :
Simetri Bola
Q
dq  dV  s 2 dssin d d
z
R-r
R  Lkˆ
R

r  srˆ  s sin  cos  iˆ  sin  sin   ˆj  cos kˆ
r dq
y
x
FQ 
1
4 0
Q


R  r
dq
Rr
3

Gaya dari muatan kontinu :
muatan batang (4 SKS)
dq  ( x)dL  ( x)dx
y
R  h ˆj
r  xiˆ
R-r
R
r
dq
x
FQ 
1
4 0
Q


R  r
dq
Rr
3
Gaya dari muatan kontinu :
muatan cakram (4 SKS)
R  h ˆj
dq   dA   (s, )sdsd


1

R  r
dq
r  srˆ  s cos iˆ  sin   ˆj
Q
R-r
R
r
dq
x
y
FQ 
4 0
Q

Rr
3
Coulomb vs Newton
Hukum Coulomb
vs Hukum Gravitasi Newton
m1m2
Q1Q2
ˆ
ˆ
F


G
r
F12 
r
12
12
2 12
2
| r12 |
40 | r12 |
1
• Tarik menarik atau
tolak menolak
• 1/r2
• Sangat kuat
• Skala lokal
•
•
•
•
Selalu tarik menarik
1/r2
e2
 Gm2
Sangat lemah 40
Skala besar, planet,
alam semesta
Ringkasan
• Hukum Coulomb
– Gaya elektrostatik diantara muatan
• Bentuk vektor hukum Coulomb
• Gaya Coulomb vs Gravitasi
– Gaya Elektrostatik lebih kuat
• Superposisi
F1  F21  F31  F41