What is the formula for Coulomb's law in a medium?

F = (1 / (4π ε₀ εᵣ)) * (q₁ q₂ / r²), where ε₀ is vacuum permittivity (8.854 × 10⁻¹² F/m) and εᵣ is the relative permittivity of the medium.

Why does water reduce electrostatic force by 80 times?

Water molecules possess a strong permanent electric dipole. Under an electric field, they align to shield charges, reducing the net force by a factor equal to water's dielectric constant (εᵣ ≈ 80.1).

How are electric field and force related?

Electric field E = F / q₂. It measures the force magnitude exerted per coulomb of charge at a specific location.

Kalkulator Hukum Coulomb - Gaya Antar Muatan

📋

Panduan langkah demi langkah

Cara menggunakan kalkulator ini

3 langkah

1

Pilih unit dan masukkan biaya

Ketik muatan 1 ($q_1$) dan muatan 2 ($q_2$) menggunakan awalan satuan seperti mikrocoulomb (µC), nanocoulomb (nC), picocoulomb (pC), muatan dasar (e), atau Coulomb standar (C). Nilai-nilai positif menolak; nilai-nilai negatif menarik.

2

Masukkan jarak pemisahan dan media dielektrik

Tentukan jarak antar muatan dalam meter (m), sentimeter (cm), milimeter (mm), nanometer (nm), atau Angstrom (Å). Pilih media seperti Vakum, Udara, Air, Kaca, atau masukkan izin relatif khusus ($\varepsilon_r$).

3

Jelajahi gaya, medan, energi, atau superposisi

Lihat gaya elektrostatis ($F$), medan listrik ($E$), dan energi potensial ($U$) secara real-time di samping diagram vektor interaktif. Gunakan tab Solve untuk penghitungan invers atau tab 3-Charge untuk superposisi linier.

⚡

Referensi

Rumus dan metodologi

3 rumus

Hukum Coulomb dalam Medium

F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0 \varepsilon_r} \frac{q_1 q_2}{r^2} = \frac{k_{CODATA}}{\varepsilon_r} \frac{q_1 q_2}{r^2}

F adalah gaya elektrostatik dalam newton (N), k ≈ 8,98755 × 10⁹ N·m²/C² adalah konstanta Coulomb, εᵣ adalah permitivitas relatif (εᵣ = 1 dalam ruang hampa, 80,1 dalam air), q₁ dan q₂ adalah muatan dalam coulomb, dan r adalah jarak dalam meter.

Medan Listrik & Energi Potensial

E_1 = \frac{k |q_1|}{\varepsilon_r r^2} \quad U = \frac{k q_1 q_2}{\varepsilon_r r}

Kuat medan listrik (E) mengukur gaya per satuan muatan pada posisi r (N/C). Energi potensial elektrostatik (U) mewakili usaha yang dilakukan untuk mengumpulkan muatan (Joule atau eV).

Superposisi 3-Muatan

F_{\text{net},3} = \vec{F}_{13} + \vec{F}_{23}

Gaya elektrostatis total pada muatan ketiga sama dengan jumlah vektor gaya-gaya individual yang bekerja secara independen oleh q₁ dan q₂.

✓

Referensi umum

Kepercayaan, metodologi, dan sumber

Ditulis oleh Calculover Editorial Team · Updated 2026-07-31

Akuntabilitas editorial

Author: Calculover Editorial Team - Penyunting

Owner: Calculover Editorial Team - Penanggung jawab editorial

Last reviewed: 2026-07-31

Last verified: 2026-07-31

Metodologi

Kalkulator ini mengimplementasikan persamaan gaya elektrostatis Coulomb ($F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0 \varepsilon_r} \frac{q_1 q_2}{r^2}$) menggunakan konstanta fundamental CODATA 2018 yang dikelola oleh National Institute of Standards and Technology (NIST).

Keterbatasan & bimbingan

Professional guidance:

Sumber primer

📖

Glosarium

Penjelasan istilah penting

5 istilah

Hukum fisika yang mengatur interaksi elektrostatis: gaya berbanding lurus dengan hasil kali besar muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisahnya.

Juga dikenal sebagai konstanta dielektrik, εᵣ mengukur kemampuan material untuk mempolarisasi dan melemahkan gaya elektrostatis relatif terhadap ruang hampa (εᵣ = 1).

Medan vektor yang mengelilingi muatan, menentukan gaya elektrostatis yang bekerja pada muatan uji positif +1 C yang ditempatkan pada titik tersebut (N/C atau V/m).

Energi yang tersimpan karena posisi relatif muatan listrik. Positif untuk pasangan yang menjijikkan, negatif untuk pasangan yang menarik.

Gaya total pada setiap muatan dalam sistem multimuatan sama dengan jumlah vektor gaya yang dikerjakan oleh masing-masing muatan yang bekerja sendiri-sendiri.

👥

Skenario

Contoh dalam kehidupan nyata

3 contoh nyata

⚡

Pasangan Muatan Microcoulomb

Dua buah muatan 1 µC dipisahkan sejauh 10 cm dalam ruang hampa

Biaya 1 1 mikroC Biaya 2 1 mikroC Jarak 10 cm Sedang Vacuum (εᵣ = 1.0)

Menghasilkan gaya tolak menolak sekitar 0,899 N. Medan listrik di q₂ akibat q₁ adalah 8,988 × 10⁵ N/C; energi potensial sebesar 0,0899 J.

💧

Atenuasi dalam Air

Muatan 1 µC yang sama dalam air (εᵣ = 80,1)

Biaya 1 1 mikroC Biaya 2 1 mikroC Jarak 10 cm Sedang Air 20°C (εᵣ = 80,1)

Konstanta dielektrik air yang tinggi terpolarisasi di sekitar muatan, mengurangi gaya total hingga 0,0112 N (11,2 mN) — pengurangan 80 kali lipat.

⚛️

Atom Hidrogen Bohr

Proton (+1 e) dan elektron (-1 e) pada radius Bohr (0,529 Å)

Biaya 1 +1 e Biaya 2 -1 e Jarak 0,529177Å Sedang vakum

Gaya tarik menarik adalah 8,238 × 10⁻⁸ N (82,38 nN). Energi potensial elektrostatik adalah -4,36 × 10⁻¹⁸ J (-27,21 eV).

🔗

Referensi

Sitasi kalkulator ini

APA & MLA

Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.

APA

MLA

📄

Ulasan mendalam

Gaya Elektrostatis & Hukum Coulomb dalam Fisika Modern

3 bab · 2 menit membaca

Hukum Coulomb membentuk dasar elektrostatika, menetapkan bagaimana partikel bermuatan mengerahkan gaya melintasi jarak. Baik menganalisis ikatan atom dalam kimia, dielektrik kapasitor dalam teknik elektro, atau listrik statis dalam ilmu atmosfer, alat ini memberikan penghitungan CODATA 2018 yang tepat.

Media Dielektrik & Efek Pelindung

Dalam ruang hampa, gaya elektrostatik beroperasi pada kekuatan maksimum dengan konstanta Coulomb k ≈ 8,98755 × 10⁹ N·m²/C². Ketika muatan dicelupkan ke dalam media material seperti air, minyak, atau silikon, dipol listrik dalam media tersebut sejajar berlawanan dengan medan, sehingga sebagian menetralkannya. Redaman ini diukur dengan permitivitas relatif (εᵣ), membagi konstanta Coulomb efektif dengan k_eff = k / εᵣ.

Medan Listrik & Hubungan Energi

Kuat medan listrik (E = F/q) menggambarkan intensitas gaya yang dialami per coulomb pada jarak tertentu. Integrasi gaya elektrostatik jarak jauh menghasilkan energi potensial U = (k q₁ q₂)/(εᵣ r). Untuk muatan berlawanan, U bernilai negatif, menandakan sistem terikat yang memerlukan masukan energi untuk memisahkannya.

Superposisi Muatan Linier

Ketika tiga muatan atau lebih berinteraksi, gaya Coulomb mengikuti superposisi linier. Setiap pasangan berinteraksi secara independen seolah-olah tidak ada muatan lain. Penjumlahan vektor masing-masing gaya ini menentukan total gaya total yang dialami oleh muatan target.

❓

Pertanyaan

Pertanyaan umum

5 pertanyaan

Apa rumus hukum Coulomb pada medium?+

F = (1 / (4π ε₀ εᵣ)) * (q₁ q₂ / r²), dengan ε₀ adalah permitivitas vakum (8,854 × 10⁻¹² F/m) dan εᵣ adalah permitivitas relatif medium.

Mengapa air mengurangi gaya elektrostatis hingga 80 kali lipat?+

Molekul air memiliki dipol listrik permanen yang kuat. Di bawah medan listrik, mereka sejajar dengan muatan pelindung, mengurangi gaya total sebesar faktor yang sama dengan konstanta dielektrik air (εᵣ ≈ 80,1).

Berapa nilai konstanta Coulomb CODATA 2018?+

k = 1/(4π ε₀) = 8.9875517923 × 10⁹ N·m²/C².

Bagaimana hubungan medan listrik dan gaya?+

Medan listrik E = F/q₂. Ini mengukur besarnya gaya yang diberikan per coulomb muatan di lokasi tertentu.

Apakah tanda muatan mengubah besar dan arah gaya?+

Besarnya muatan menentukan besarnya gaya, sedangkan tandanya menentukan gaya tarik menarik atau tolak menolak. Muatan sejenis akan tolak menolak dan muatan berlawanan tarik menarik. Produk bertanda q₁q₂ mempertahankan informasi arah tersebut dalam hukum Coulomb.

Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.

Kalkulator Hukum Coulomb