1)cover- Hk Coulomb Elektron

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 = 1/4π ε

0

Bentuk vektor hukum Coulomb F12 r12

+

Q2

rˆ12 +

F21

F21

Q1 +

-

F12

Kuis Objek A bermuatan +2 µ C dan Objek B bermuatan +6 µ C. Pernyataan manakah yang benar ? FBA ? A +2 µ C

FAB ? B +6 µ 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 : R-r

Q

dq r R

( 1 R − r) FQ = Q dq 3 4π ε0 R−r

∫

Gaya dari muatan kontinu : Simetri Bola z

Q

R

dq = ρ dV = ρ s 2 ds sin θ dθ dφ R-r

R = L kˆ

(

r = s rˆ = s sin θ cos φ iˆ + sin θ sin φ ˆj + cos θ kˆ

r dq y x

( 1 R − r) FQ = Q dq 3 4π ε0 R−r

∫

)

Gaya dari muatan kontinu : muatan batang (4 SKS) dq = λ ( x) dL = λ ( x) dx

y

R = h ˆj r = x iˆ

R-r

R r

dq

x

( 1 R − r) FQ = Q dq 3 4π ε0 R−r

∫

Gaya dari muatan kontinu : muatan cakram (4 SKS) R = h ˆj

dq = σ dA = σ ( s,θ ) s ds dθ

(

r = s rˆ = s cosθ iˆ + sin θ ˆj

Q

R-r R

r

dq x

y

( 1 R − r) FQ = Q dq 3 4π ε0 R−r

∫

)

Coulomb vs Newton

Hukum Coulomb vs Hukum Gravitasi Newton 1 Q1Q2 m1m2 rˆ F12 = rˆ F12 = −G 2 12 2 12 | r12 | 4π ε0 | r12 | • Tarik menarik atau tolak menolak • 1/r2 • Sangat kuat • Skala lokal

• • • •

Selalu tarik menarik 1/r2 e2 >> −Gm 2 Sangat lemah 4π ε0 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