Tuliskan isi dari Hukum Coulomb dan tentukan apa saja yang berbanding lurus dan apa yang berbanding terbalik.?

Menyingkap Rahsia Daya Elektrik: Memahami Hukum Coulomb

Alam semesta dipenuhi dengan interaksi yang rumit, dan salah satu yang paling asas ialah daya elektrik. Hukum Coulomb, dinamakan sempena Charles-Augustin de Coulomb, memberikan kita pemahaman yang teliti tentang bagaimana daya ini bertindak antara dua cas titik. Hukum ini bukan sekadar formula matematik, ia merupakan kunci untuk memahami pelbagai fenomena, daripada bagaimana atom terikat bersama sehinggalah kepada fungsi peranti elektronik moden.

Hukum Coulomb menyatakan bahawa magnitud daya elektrik (F) antara dua cas titik berkadar terus dengan hasil darab magnitud kedua-dua cas (q₁ dan q₂) dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak (r) antara pusat kedua-dua cas tersebut. Secara matematik, ia boleh ditulis sebagai:

F = k |q₁q₂| / r²

di mana:

• F mewakili magnitud daya elektrik (dalam Newton)
• k ialah pemalar Coulomb (9 x 10⁹ N⋅m²/C²) – nilai ini bergantung kepada medium di antara cas-cas. Dalam ruang vakum, nilai k adalah seperti yang dinyatakan.
• q₁ dan q₂ mewakili magnitud cas elektrik (dalam Coulomb) bagi setiap cas titik. Ingat bahawa cas boleh positif (+) atau negatif (-).
• r mewakili jarak (dalam meter) antara pusat kedua-dua cas titik.

Daripada formula ini, kita dapat mengenal pasti hubungan penting:

Berbanding Lurus:

• Magnitud Daya (F) dan Magnitud Cas (q₁ dan q₂): Ini bermakna jika magnitud salah satu cas (atau kedua-duanya) ditingkatkan, magnitud daya elektrik antara kedua-dua cas juga akan meningkat secara berkadaran. Semakin besar magnitud cas, semakin kuat daya tarikan atau tolakan antara keduanya. Bayangkan dua magnet; magnet yang lebih kuat akan menghasilkan daya tarikan/tolakan yang lebih kuat.

Berbanding Songsang:

• Magnitud Daya (F) dan Kuasa Dua Jarak (r²): Hubungan ini sangat penting. Ia bermaksud jika jarak antara kedua-dua cas meningkat, magnitud daya elektrik akan berkurangan secara mendadak. Peningkatan jarak dua kali ganda akan mengurangkan daya kepada seperempat (1/2²) kekuatan asal. Peningkatan jarak tiga kali ganda akan mengurangkan daya kepada satu per sembilan (1/3²) kekuatan asal. Ini menjelaskan mengapa daya elektrik menjadi lemah dengan sangat cepat apabila jarak antara cas meningkat.

Kesimpulan:

Hukum Coulomb merupakan asas kepada pemahaman elektromagnet. Keupayaan untuk meramalkan magnitud daya elektrik antara cas berdasarkan magnitud cas dan jarak pemisahannya mempunyai implikasi yang luas dalam pelbagai bidang sains dan teknologi. Mempelajari hukum ini membolehkan kita meneroka secara mendalam dunia yang dikuasai oleh daya elektrik yang tidak kelihatan tetapi amat berpengaruh.