Berapakah kuat medan listrik bila sebuah muatan 6 μC mendapat gaya Coulomb sebesar 30 Newton?

Mengira Kekuatan Medan Elektrik: Satu Penerokaan Ringkas

Fenomena elektrik, khususnya interaksi antara cas, sentiasa menarik perhatian. Salah satu konsep penting dalam memahami fenomena ini ialah medan elektrik. Medan elektrik, secara ringkasnya, ialah kawasan di sekeliling cas elektrik yang mampu mengenakan daya kepada cas lain yang diletakkan di dalamnya. Kekuatan medan elektrik ini, diukur dalam Newton per Coulomb (N/C), menunjukkan magnitud daya yang bertindak ke atas satu Coulomb cas.

Mari kita kaji satu senario mudah: Sebuah muatan bernilai 6 μC (mikro Coulomb) mengalami daya Coulomb sebesar 30 Newton. Berapakah kekuatan medan elektrik pada titik di mana muatan tersebut berada?

Untuk menjawab soalan ini, kita perlu merujuk kepada formula asas yang mengaitkan daya Coulomb (F), cas (Q), dan kekuatan medan elektrik (E):

E = F / Q

Di mana:

• E mewakili kekuatan medan elektrik (dalam N/C)
• F mewakili daya Coulomb (dalam Newton)
• Q mewakili magnitud cas (dalam Coulomb)

Sebelum kita menggantikan nilai, adalah penting untuk menukar unit μC kepada Coulomb. Ingat bahawa 1 μC = 1 x 10⁻⁶ C. Oleh itu, 6 μC bersamaan dengan 6 x 10⁻⁶ C.

Kini, kita boleh menggantikan nilai yang diketahui ke dalam formula:

E = 30 N / (6 x 10⁻⁶ C)

E = 5 x 10⁶ N/C

Jadi, kekuatan medan elektrik pada titik di mana muatan 6 μC mengalami daya Coulomb 30 N ialah 5 x 10⁶ N/C. Ini bermakna, sekiranya cas sebesar 1 Coulomb diletakkan pada titik yang sama, ia akan mengalami daya sebesar 5 x 10⁶ Newton.

Rumusan ini menunjukkan bahawa walaupun nilai daya Coulomb yang seolah-olah kecil (30 N), kekuatan medan elektrik yang dihasilkannya agak besar. Ini disebabkan oleh saiz muatan yang kecil (6 μC). Konsep ini penting dalam pelbagai aplikasi, termasuk dalam reka bentuk peralatan elektrik dan elektronik, serta dalam memahami tingkah laku zarah bercas dalam fizik moden. Pemahaman yang mendalam tentang hubungan antara daya, cas, dan kekuatan medan elektrik merupakan asas penting dalam elektrostatik.