Hukum Coulomb: Medan di Sekitar Muatan Titik

1 · Memprediksi

Sebuah muatan titik berada sendirian di ruang angkasa. Jika suatu titik uji dipindahkan dua kali lebih jauh, berapakah penurunan kuat medan listriknya?

Medan turun menjadi 1/4 — medan berkurang sebanding dengan kuadrat jarak.
Medan turun menjadi 1/2 — medan berkurang secara linier terhadap jarak.
Medannya tetap sama berapa pun jaraknya.

2 · Pengaturan

Buka preset single-charge dan tekan Reset. Muatan sumber ditetapkan pada q = 5 nC.
Aktifkan pembacaan kuat medan pada titik tes.
Tetapkan jarak titik uji dari muatan untuk setiap percobaan dan catat kekuatan medannya.

3 · Kumpulkan Data

Jarak r (m)	Potensial V (V)	Kekuatan medan E (N/C)
1.00
2.00
3.00

Plot kekuatan medan E (sumbu y) terhadap 1/r² (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garis tersebut lurus melalui titik asal?

4 · Analisis

Untuk satu percobaan, hitung E = kq/r² menggunakan k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Bandingkan dengan tabel.
Jelaskan, dengan menggunakan hukum kuadrat terbalik, mengapa menggandakan jarak menjadi seperempat kekuatan medan daripada mengurangi separuhnya.

5 · Perluas

Kolom potensial Anda (V = kq/r) jatuh lebih pelan dibandingkan medan (1/r bukannya 1/r²). Jelaskan mengapa potensial dan medan mempunyai ketergantungan jarak yang berbeda walaupun keduanya berasal dari sumber muatan yang sama.
Hukum Coulomb E = kq/r² memiliki bentuk matematika yang sama persis dengan medan gravitasi Newton g = GM/r². Mengapa dua gaya yang sangat berbeda (listrik dan gravitasi) bisa berbagi struktur persegi terbalik ini?

Fisika di Balik Eksperimen Ini

Hukum Coulomb

Muatan titik menciptakan medan listrik radial yang jatuh dengan kuadrat jarak: E = kq/r², di mana k = 1 /(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Gaya pada muatan uji adalah F = qE.

← Kembali ke eksperimen

Elektromagnetisme

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak