Pernahkah Anda mendengar sebuah istilah “Hukum Coulomb” dalam ilmu fisika? Hukum ini mempunyai rumus yang sangat terkenal.
Dinamakan Coulomb karena berasal dari nama belakang ilmuwan yang menciptakan hukum ini.
Jika Anda belum mengetahui apa yang dimaksud dengan hukum bernama Coulomb, di bawah ini ada beberapa penjelasan, rumus dan contoh dari hukum Coulomb.
Pengertian Hukum Coulomb
Ilmu listrik adalah sebuah pengetahuan yang berhubungan dengan adanya aliran listrik. Sementara satuan dari muatan listrik sendiri disebut dengan istilah coulomb (C).
Jika dua benda bermuatan listrik negatif dan positif, ditempatkan berdekatan satu sama lain, maka akan ada daya tarik atau gaya tolak yang bekerja pada keduanya tergantung pada sifat muatan tubuh.
Rumus untuk gaya yang berhubungan di antara dua benda bermuatan listrik pertama kali dikembangkan oleh Charles-Augustin de Coulomb.
Rumus yang ia buat itu digunakan untuk menentukan nilai gaya yang bekerja pada benda-benda bermuatan saling mendekat.
Hukum Coulomb memberikan salah satu ide dasar tentang listrik dalam fisika. Hukum ini melihat kekuatan yang diciptakan antara dua objek bermuatan. Dengan meningkatnya jarak, maka akibatnya ada penurunan kekuatan.
Hukum yang diciptakan Charles-Augustin de Coulomb ini pertama kali diungkapkan pada tahun 1784.
Dalam hukumnya, Ilmuwan cerdas dari Perancis ini kemudian menyatakan bahwa untuk aliran listrik yang bermuatan sama (baik positif atau negatif) akan saling menolak dan dua aliran listrik yang berbeda (satu bermuatan positif dan lainnya bermuatan negatif) akan saling menarik.
Rumus Hukum Coulomb
Charles-Augustin de Coulomb terkenal dengan penemuan gaya elektrostatik.
Melalui pengamatannya ia mampu menunjukkan bahwa muatan listrik yang sama jenisnya akan saling menolak dan jika berbeda jenisnya akan saling menarik.
Ada rumus yang kemudian diciptakan oleh fisikawan Perancis ini di mana Fc = k(q1q2/r2). Arti dari rumus tersebut adalah :
- Fc adalah gaya yang menghasilkan tarik-menarik atau bisa juga saling tolak-menolak (Newton/N)
- k adalah konstanta komparasi (9 x 109 Nm2/C2)
- q1 adalah besarnya muatan aliran yang pertama (C)
- q2 adalah besarnya muatan aliran yang kedua
- r adalah jarak di antara 2 buah muatan (m)
Simak juga: [Materi] Hukum Hooke
Bunyi Hukum Coulomb
Hukum Charles-Augustin de Coulomb adalah rumus yang memungkinkan Anda untuk menghitung gaya listrik yang dihasilkan di antara dua buah muatan listrik. Secara khusus, Anda harus menghitung kekuatan dan arah gaya listrik.
Persamaan ini memperhitungkan kekuatan dua keping materi yang bermuatan dan jarak yang memisahkannya.
Gaya listrik akan menjadi lebih besar apabila muatan mempunyai kekuatan lebih besar.
Gaya juga akan menjadi lebih besar jika jaraknya menjadi lebih dekat. Gaya listrik kemudian akan menjadi lebih lemah apabila muatannya mempunyai kekuatan yang juga lemah dan jika jarak antara muatan lebih panjang.
Khususnya, mengenai jarak, gaya listrik akan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan, seperti gaya gravitasi yang disebut “hukum kuadrat terbalik”.
Secara garis, bunyi hukum yang dicetuskan oleh Charles-Augustin de Coulomb ini menyatakan:
“jika gaya listrik antara 2 benda bermuatan akan lurus perbandingannya dengan kuantitas muatan pada benda, dan perbandingannya akan terbalik dengan jarak di antara 2 benda”
Contoh Hukum Coulomb
Pernahkah Anda terkena sengatan listrik? Atau melihat bunga api ketika hujan? Petir adalah arus listrik yang terjadi karena adanya hukum Charles-Augustin de Coulomb. Saat tanah panas, udara juga akan ikut memanas.
Udara hangat kemudian perlahan naik. Saat udara naik, uap air mendingin dan membentuk awan.
Ketika udara terus naik, awan semakin besar. Di puncak awan, suhu di bawah titik beku dan uap air berubah menjadi es yang membuat awan menjadi petir.
Banyak potongan-potongan kecil yang saling bertabrakan ketika es bergerak. Semua tabrakan ini menyebabkan penumpukan muatan listrik.
Kemudian, seluruh muatan listrik akan memenuhi awan. Di bagian atas awan, partikel bermuatan positif dengan ukuran yang lebih ringan akan terbentuk. Sementara partikel bermuatan negatif yang ukurannya lebih berat lalu tenggelam ke dasar awan.
Ketika muatan positif dan negatif tumbuh cukup besar, maka percikan yang besar terjadi di antara dua muatan di dalam awan, seperti percikan listrik statis. Sebagian besar petir terjadi di dalam awan, tetapi kadang-kadang terjadi antara awan dan tanah.
Simak juga: [Materi] Hukum Lenz
Contoh Soal Hukum Coulomb
Jika di atas adalah contoh dari peristiwa yang mengalami hukum Charles-Augustin de Coulomb, maka di bawah ini contoh soalnya :
1. Contoh soal pertama
Ketika ada 2 muatan yang sejenis dan mempunyai muatan dengan 3×10-6 C dan 6 x 10-6C dengan jarak 3 cm, seberapa besarkah gaya listrik yang dihasilkan pada setiap muatan?
Jika diketahui
Q1 = 3×10-6 C
Q2 = 6 x 10-6C
r = 3 cm = 3 x 10-2 m
k = 9 x 109 Nm2/C2
Maka cara untuk menyelesaikannya adalah :
Fc = k(q1q2/r2)
Fc = 9 x 109 (3×10-6 C x 6 x 10-6C)/9 x 10-4
Fc = 9 x 109 ( 18 x 10-12)/ 9 x 10-4
Fc = 1,8 x 102 N
2. Contoh soal kedua
Ketika ada 2 muatan yang sejenis dan mempunyai muatan dengan besar 5 x 10-4C dan 5 x10-4C dan dua muatan terpisah dengan jarak 5 cm, seberapa besarkah gaya coulomb yang dihasilkan?
Diketahui :
Q1 = 5 x 10-4C
Q2 = 5 x 10-4C
r = 5 cm = 5 x 10-2 m
k = 9 x 109 Nm2/C2
Cara untuk menyelesaikan :
Fc = k(q1q2/r2)
Fc = 9 x 109 (5 x 10-4C x 5 x 10-4C)/25 x 10-4
Fc = 9 x 109 (25 x 110-8)/ 25 x 10-4
Fc = 9 x 105 N
Memang memahami rumus Coulomb ini tidaklah mudah, apalagi jika Anda adalah tipe anak yang tidak menyukai pelajaran sains. Namun mengapa tidak untuk mencoba? Good Luck!
