Mengenal Rumus Hukum Gauss dalam Fisika

Ilustrasi gambar rumus hukum Gauss. Sumber foto: pixabay/WikimediaImages

Hukum Gauss digunakan untuk mengukur kuat suatu medan listrik akibat persebaran muatan. Dalam hal ini, diperlukan rumus hukum Gauss pada perhitungan medan listrik tersebut.

Pengaplikasian hukum Gauss banyak digunakan di banyak bidang. Di antaranya yaitu dipakai pada sistem navigasi dan fitur kompas pada handphone. Maka dari itu, konsep dasar hukum Gauss penting dipelajari untuk menambah wawasan terkait penerapan hukum dasar Fisika.

Rumus Hukum Gauss

Ilustrasi gambar rumus hukum Gauss. Sumber foto: pixabay/geralt

Hukum Gauss adalah hubungan kuantitatif yang diterapkan pada permukaan Gauss (Gaussian surface) atau permukaan tertutup dan dipakai untuk menentukan Φ (fluks total) serta muatan yang dilingkupi oleh permukaan.

Berdasarkan buku FISIKA SMA Kelas XII, M Ali Yaz, (2007:89), hukum Gauss menyatakan bahwa penjumlahan fluks-fluks listrik pada permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan total yang terselubungi oleh permukaan.

Adapun di bawah merupakan rumus hukum Gauss yang dapat dinyatakan sebagai berikut.

Φ = E.A.cosθ = q/ɛo

Keterangan:

Φ = fluks listrik (Wb)

E = menyatakan vektor kuat medan listrik (N/C)

θ = besar sudut dari jarak E dengan garis normal

A = luasan bidang medan listrik (m²)

q = menyatakan jumlah muatan dalam ruangan yang tertutup

ɛo = permitivitas udara atau ruang hampa (ɛo = 8,85 x 10¹²)

Contoh Soal Penerapan Rumus Hukum Gauss

Ilustrasi gambar rumus hukum Gauss. Sumber foto: pixabay/geralt

Setelah mengetahui rumus hukum Gauss, untuk lebih memahami tentang penerapannya, berikut ini merupakan contoh aplikasi rumus hukum Gauss dalam bentuk soal beserta penyelesaiannya.

1. Medan listrik sebesar 4000 N/C secara tegak lurus melintasi bidang permukaan dengan ukuran luas 20 m². Hitung berapa besar fluks listrik yang melewati permukaan bidang tersebut!

   Jawaban:

   Diketahui:

   E= 4000 N/C

   A= 20 m²

   θ= 0 (medan listrik menembus tegak lurus pada bidang)

   Ditanyakan:

   Φ=?

   Dijawab:

   Φ = E.A.cosθ

   Φ=4000 x 20 x cos (θ)

   Φ= 8 x 10⁴ Nm²/C

   Jadi, besar fluks listrik yang melewati permukaan bidang adalah 8 x 10⁴ Nm²/C.

2. Suatu medan listrik sebesar 7000 N/C melintasi bidang persegi dengan ukuran panjang 4 m. Apabila vektor medan listrik terhadap garis normal membentuk sudut 60°, Hitung berapa besar fluks listrik melalui permukaan bidang tersebut!

   Jawaban:

   Diketahui:

   E= 7000 N/C

   A= 4 m = 16 m²

   θ = 60°

   Ditanyakan:

   Φ=?

   Dijawab:

   Φ = E.A.cosθ

   Φ=7000 x 16 x cos 60°

   Φ= 112000 x ½

   Φ= 56000 Nm²/C

   Sehingga, dapat diketahui bahwa besar fluks listrik yang melewati permukaan bidang tersebut yaitu 56000 Nm²/C

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Gauss pada Pelajaran Fisika

Itu dia penjelasan tentang rumus hukum Gauss dalam fisika yang penting dipelajari. Semoga dapat dijadikan sebagai referensi bahan belajar. (Riyana)