Hukum Gauss – Pada kesempatan kali ini Yuksinau.co.id akan mengulas Materi tentang Hukum Gauss. Pembahasan kali ini meliputi pengertian, bunyi, garis-garis gaya medan listrik, rumus, fluks listrik dan contoh soal. Untuk itu langsung saja kita simak ulasan lengkapnya di bawah ini.
Pengertian Hukum Gauss
Dalam fisika, Hukum Gauss merupakan suatu hukum yang menghubungkan distribusi suatu muatan listrik dengan medan listrik yang akan dihasilkan.
Hukum gauss merupakan hukum yang di cetuskan oleh ilmuwan fisika yang bernama Carl Friedrich Gauss pada tahun 1835, hukum gauss termasuk ke dalam salah satu persamaan Maxwell, beberapa hukum yang termasuk dalam persamaan Maxwell adalah, Hukum Induksi Faraday, Hukum Gauss tentang magnetisme, serta Hukum rangkaian Ampere. Hukum Gauss sendiri dapat di pakai untuk menurunkan Hukum Coloumb.
Hukum gauss berkaitan dengan fluks listrik ,sebelum membahas lebih detail mengenai hukum gauss mari simak penjelasan mengenai fluks listrik agar lebih memahami tentang hukum gauss. Fluks listrik adalah hasil kali antara gaya listrik dan luas bidang yang dilewati oleh luas bidang tersebut.
Bila terdapat garis-garis gaya dari suatu medan listrik yang homogen homogen menembus suatu bidang seluas A maka fluks listrik (Φ) yang melewati suatu bidang tersebut bergantung pada kuatnya medan listrik, luas bidang yang ditembus, dan sudut jatuhnya. Terdapat dua kemungkinan, yaitu gaya tersebut jatuh secara tegak lurus atau gaya tersebut jatuh secara tidak tegak lurus.
- Bila gaya jatuh secara tegak lurus, dapat dirumuskan sebagai berikut:
| Φ = E. A |
- Bila gaya jatuh secara tidak tegak lurus, dapat dirumuskan sebagai berikut:
| Φ = E. A. cos θ |
Keterangan:
Φ = Fluks listrik (Wb).
E = Kuat medan listrik (N/C).
A = Luas bidang yang ditembus oleh medan listrik (m2).
θ = sudut di antara garis bidang normal dengan gaya yang datang.
Bunyi Hukum Gauss
Hukum gauss mempunyai bunyi sebagai berikut:
| “Jumlah garis gaya yang menembus suatu permukaan yang tertutup berbanding lurus dengan muatan”. |
Hukum Gauss dapat dirumuskan sebagai berikut:
| Φ = E. A. cos θ = Q/εo Q = E. A. cos θ |
Keterangan:
Q = muatan yang dikelilingi oleh permukaan tertutup
ε 0 = permitivitas udara
Garis – Garis Gaya Medan Listrik.
Medan listrik bisa di representasikan dengan garis-garis khayal yang arahnya keluar dari muatan positif dan arah nya masuk ke dalam muatan negatif. Rapat muatan garis-garis gaya listrik tersebut menunjukkan seberapa besarnya kuat medan listrik tersebut.
Garis-garis gaya medan listrik yang menembus secara tegak lurus suatu bidang yang berbentuk segiempat yang mempunyai luas A. Jumlah garis-garis gaya medan listrik per satuan luas berbanding lurus dengan kuat nya medan listrik, sehingga jumlah garis-garis gaya medan yang menembus bidang yang mempunyai luas A berbanding lurus dengan E.A.
Fluks Listrik
Fluks listrik diartikan sebagai hasil perkalian skalar antara suatu vektor kuat medan listrik dengan vektor dari luar permukaan yang ditembus oleh medan tersebut. Fluks listrik yang melewati suatu permukaan dapat dirumuskan sebagai berikut:
| Φ = E.A = EA. cos θ |
Dengan :
A merupakan luas permukaan
θ merupakan sudut yang di hasilkan antara medan listrik dan vektor luas permukaan.
Jika permukaan yang di tembus medan terdiri dari beberapa segmen,maka fluks total total sama dengan jumlah fluks pada masing masing segmen. Fluks total dapat di rumuskan sebagai berikut :
| Φ = Φ 1+ Φ 2+ Φ 3+ Φ 4+….+ Φ n Φ =E1.A1+E2.A2+E3.A3+E4.A4+…+ En.An Φ =E1.A1cos θ 1+E2.A2cos θ 2+E3.A3cos θ +E3.A3cos θ +E4.A4cos θ +…+En.Ancos θn |
Dimana E adalah medan yang menembus permukaan A.
Contoh Soal
Soal ke-1 : Bila terdapat persegi dengan panjang sisi 30 cm, dan sebuah medan listrik homogen sebesar 400 N/C di tembakan ke persegi panjang tersebut dengan arah yang tegak lurus dengan bidang persegi tersebut, hitunglah jumlah fluks listrik yang menembus bidang persegi tersebut?
Jawab :
diketahui: panjang sisi =30cm
A=30 x 30 =900 cm2 =9 x 10-2 m2
E=400 N/C
Ditanya : fluks listrik (Φ)
Dijawab :
Φ =E.A
Φ =400.9 x 10-2 m2
Φ =36 Wb
Soal ke-2 : Jika ada sebuah bidang lingkaran dengan jari-jari 10 cm. dan terdapat kuat medan listrik (E) dengan besar 300 N/C yang mengarah pada bidang itu yang menghasilkan sudut 900 terhadap bidang. Hitunglah fluks listrik tersebut?
Jawab:
Diketahui :
E=300 N/C
Jari-jari lingkaran = 10cm
θ = 900 =0
Ditanya:
fluks listrik?
Dijawab:
A= π r2
A= 3,14 x 102
A= 314 cm2 = 3,14 x 10-2
Φ = E. A.cos θ
Φ = 300 x 3,14 x 10-2 x cos 90
Φ = 300 x 3,14 x 10-2 x 0
Φ = 0
Demikianlah pembahasan mengenai Hukum Gauss. Semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca. Kalian juga bisa mempelajari Materi Fisika lainnya yang telah kami sediakan di bawah ini.
Artikel Lainnya :
