Fisika: Gaya Coulomb dan Medan Listrik

Pendahuluan

Materi: Fisika kelas 12 Bab 2 (versi baru).
Topik: Gaya Coulomb dan medan listrik.
Struktur: Dibagi menjadi 2-3 video untuk efisiensi waktu.
Tujuan: Menambahkan contoh dan membuat video lebih singkat (maksimal 20-23 menit per video).

Ilmuwan: Charles-Augustin de Coulomb.
Interaksi muatan:
- Muatan sejenis (positif-positif atau negatif-negatif) akan tolak-menolak.
- Muatan tidak sejenis (positif-negatif) akan tarik-menarik.
Kesimpulan Coulomb: Ada gaya yang bekerja antara dua muatan listrik pada jarak tertentu, baik tolak-menolak maupun tarik-menarik.

Rumus: $$ , F = k \frac{Q1 \cdot Q2}{r^2} , $$
Variabel-variabel:
- $Q1$ dan $Q2$: Muatan listrik (dalam Coulomb).
- $r$: Jarak antara dua muatan.
- $k$: Konstanta Coulomb ($9 \times 10^9 , N \cdot m^2/C^2$).

Soal 1: Tiga muatan pada segitiga sama sisi (Q1, Q2, Q3).
- Muatan dan interaksi:
  - Q1 dan Q2 (tolak-menolak).
  - Q1 dan Q3 (tarik-menarik).
- Notasi gaya:
  - F12: Gaya pada Q1 akibat Q2.
  - F13: Gaya pada Q1 akibat Q3.
- Langkah Penyelesaian:
  - Gunakan rumus Coulomb untuk menghitung gaya masing-masing interaksi.
  - Jumlahkan gaya dengan metode vektor.
Soal 2: Dua bola kecil bermuatan positif yang digantung pada tali sutra (halaman 67, soal latihan 2.3).
- Langkah-langkah penyelesaian:
  - Tentukan gaya berat (W = mg).
  - Analisis gaya yang bekerja pada bola melalui penjabaran komponen gaya.
  - Gunakan rumus Coulomb untuk mengatur interaksi antara bola.
  - Selesaikan persamaan untuk menemukan muatan ($1 , \mu C$).

Penjumlahan Vektor:
- Digunakan untuk penjumlahan gaya lebih dari satu muatan.
- Rumus: $$ \sqrt{ F_{12}^2 + F_{13}^2 + 2F_{12} F_{13} \cos{\alpha} } $$
Cosinus Sudut:
- $, , \cos{\alpha};$ dari sudut 120° adalah $, -\frac{1}{2} , $.

Ingat untuk menggunakan dan memahami penjumlahan vektor untuk gaya-gaya kompleks.
Tonton video untuk penjelasan lebih lengkap dan contoh soal lainnya.

Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.