Menghitung hukum Coulomb: gaya listrik dan jarak
Alat ini menghitung hukum Coulomb dengan rumus F = k·|q₁·q₂|/r² dari OpenStax College Physics, dengan k = 1/(4π·ε₀) = 8,988 × 10⁹ N·m²/C². Contoh: muatan 2 µC dan 3 µC yang berjarak 10 cm saling tolak dengan gaya sekitar 5,39 N.
Contoh: Yang dihitung: gaya F dari jarak · Muatan q₁ 2 · Muatan q₂ 3 · Satuan muatan: µC · Jarak r 10 · Satuan jarak: cm → Hasil: F = 5,3925 N (tolak-menolak). Sumber: OpenStax College Physics 2e, 18.3 Coulomb’s Law: F = k·|q1·q2|/r², k = 8.988 × 10⁹ N·m²/C²; like charges repel, unlike charges attract; Example 18.1 electron–proton at 0.530 × 10⁻¹⁰ m → 8.19 × 10⁻⁸ N (read 10.10.2026). Diperbarui: .
Cara menghitung
Hukum Coulomb: F = k·|q₁·q₂| / r². Gaya listrik antara dua muatan titik sebanding dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. OpenStax memberi k = 8,988 × 10⁹ N·m²/C² ≈ 8,99 × 10⁹; kalkulator memakai k = 1/(4π·ε₀) dengan ε₀ = 8,854 187 8188 × 10⁻¹² F/m dari NIST, yang juga menghasilkan 8,988 × 10⁹. Gaya bekerja sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan: muatan sejenis tolak-menolak, muatan berlawanan jenis tarik-menarik.
Contoh soal
| q₁ | q₂ | r | F |
|---|---|---|---|
| 2 µC | 3 µC | 10 cm | 5,39 N, tolak-menolak |
| 2 µC | 3 µC | 20 cm | 1,35 N (seperempatnya) |
| 1 µC | −1 µC | 9,48 cm | 1 N, tarik-menarik |
| e | −e | 0,530 × 10⁻¹⁰ m | 8,21 × 10⁻⁸ N |
Baris terakhir adalah contoh 18.1 OpenStax: elektron dan proton pada jarak rata-ratanya di atom hidrogen. Dengan nilai yang dibulatkan e = 1,60 × 10⁻¹⁹ C dan k = 8,99 × 10⁹ buku itu mendapat 8,19 × 10⁻⁸ N; dengan muatan elementer yang tepat 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C hasilnya 8,21 × 10⁻⁸ N. OpenStax membandingkannya dengan gaya gravitasi kedua partikel: gaya listriknya 2,27 × 10³⁹ kali lebih besar.
Kuadrat terbalik: jarak dua kali, gaya seperempat
Karena r dikuadratkan, menggandakan jarak membagi gaya dengan 4, dan jarak sepuluh kali membaginya dengan 100. Untuk mencari jarak dari gaya tertentu, ubah rumusnya: r = √(k·|q₁·q₂| / F). Aturan 1/r² yang sama berlaku untuk gravitasi antara dua massa, lihat kalkulator gaya gravitasi; potensial V = k·q/r di sekitar satu muatan ada di kalkulator potensial listrik.
Pertanyaan umum
Apa rumus hukum Coulomb?
F = k·|q₁·q₂| / r² dengan k ≈ 8,99 × 10⁹ N·m²/C². Muatan dalam coulomb, jarak dalam meter, gaya dalam newton.
Berapa gaya antara 2 µC dan 3 µC pada jarak 10 cm?
Sekitar 5,39 N, tolak-menolak karena kedua muatan positif.
Apa yang terjadi jika jaraknya dijadikan dua kali?
Gayanya menjadi seperempat: 5,39 N menjadi 1,35 N.
Bagaimana tahu gayanya tarik-menarik atau tolak-menolak?
Lihat tandanya. Tanda sama (+ + atau − −) berarti tolak-menolak, tanda berlawanan berarti tarik-menarik.
Mengapa OpenStax mendapat 8,19 × 10⁻⁸ N untuk atom hidrogen?
Buku itu membulatkan e menjadi 1,60 × 10⁻¹⁹ C dan k menjadi 8,99 × 10⁹. Dengan nilai NIST tanpa pembulatan (e eksak, k dari CODATA) hasilnya 8,21 × 10⁻⁸ N.
Satuan apa saja yang bisa dipakai?
Muatan dalam C, mC, µC, nC, pC, atau muatan elementer e; jarak dalam m, cm, mm, atau nm. Semua diubah ke coulomb dan meter, gayanya keluar dalam newton.
Sumber dan dasar hukum
- OpenStax College Physics 2e, 18.3 Coulomb’s Law: F = k·|q1·q2|/r², k = 8.988 × 10⁹ N·m²/C²; like charges repel, unlike charges attract; Example 18.1 electron–proton at 0.530 × 10⁻¹⁰ m → 8.19 × 10⁻⁸ N (read 10.10.2026)
- NIST CODATA: vacuum electric permittivity ε0 = 8.854 187 8188 × 10⁻¹² F/m (k = 1/(4π·ε0)) and elementary charge e = 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, exact (read 10.10.2026)
Diperbarui: · Kebijakan editorial
Alat terkait
- Kalkulator potensial listrikKalkulator potensial listrik untuk muatan titik, dari usaha dan muatan, atau medan seragam: hasil dalam volt, dengan kuat medan dan langkah (CODATA 2022).
- Kalkulator gaya gravitasiKalkulator gaya gravitasi menurut Newton dari dua massa dan jaraknya: gaya dalam newton, percepatan kedua benda, dan langkahnya, dengan G dari CODATA 2022.
- Rumus Gaya: kalkulator dalam newtonRumus gaya dalam newton: dari massa dan percepatan, berat, tekanan dan luas, pegas, atau hukum tuas – dengan konversi satuan dan langkah perhitungan.
- Kalkulator hukum Ohm: tegangan, arus, hambatan, dan dayaKalkulator hukum Ohm: dari dua nilai hitung tegangan V, arus I, hambatan R, dan daya P – lengkap dengan roda rumus, segitiga Ohm, dan langkah perhitungan.
- Kalkulator notasi ilmiah (bentuk baku) dengan caraUbah bilangan ke notasi ilmiah (bentuk baku a × 10ⁿ) dan sebaliknya: notasi E, notasi teknik dengan awalan SI dan angka penting – tepat, langkah demi langkah.
- Kalkulator onlineKalkulator online gratis: ketik atau tekan, hasil langsung muncul – dengan urutan operasi, kurung, persen, akar, langkah perhitungan, dan riwayat.
- Menghitung persentase nilaiMenghitung persentase nilai siswa: isi nilai tiap mapel, lihat jumlah, persentase, dan langkah hitungnya. Bisa nilai maksimal berbeda dan mapel terbaik saja.
- Cara menghitung nilai UTS dan UAS (nilai akhir)Cara menghitung nilai UTS dan UAS: isi nilai dan bobotnya, langsung terlihat nilai akhir, lulus atau tidak, dan nilai UAS minimal yang dibutuhkan untuk lulus.
- Permainan matematika 2 orangPermainan matematika 2 orang di satu HP atau tablet: tambah, kurang, kali, bagi untuk kelas 1–6. Siapa duluan mencapai 10 poin atau unggul saat waktu habis?