Bunyi, Rumus dan Contoh Penerapan Hukum Coulomb

Hukum Coulomb merupakan salah satu hukum dasar dalam Ilmu Fisika khususnya yang berkaitan dengan kelistrikan. Hukum ini berbicara tentang gaya yang muncul diantara dua partikel bermuatan. Seiring dengan peningkatan jarak, medan dan gaya listrik akan mengecil. Gagasan dasar ini kemudian diformulasikan oleh Coulomb menjadi persamaan matematis. Gaya antara partikel bermuatan ini dapat bernilai postif ataupun negatif, bergantung pada apakah kedua partikel tersebut saling tarik menarik atau tolak menolak.

Bunyi hukum Coulomb yaitu “besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan.” Gaya tarik-menarik atau tolak menolak ini disebut dengan gaya Coulomb atau gaya listrik. Hukum Coulomb dirumuskan melalui persamaan:

Rumus Hukum Coulomb dirumuskan pertama kali oleh Charles Augustin de Coulomb. Beliau adalah seorang ilmuwan Perancis yang bekerja pada 1700-an. Meskipun sebelumnya, seorang ilmuwan Inggris bernama Henry Cavendish juga mengusulkan ide yang hampir sama. Tetapi, Coulomb lebih dikenal sebagai penemu dari gaya partikel bermuatan ini, karena Cavendish hampir tidak pernah mempublikasikan karyanya. Dunia tidak pernah tahu tentang pekerjaan Cavendish hingga satu dekade setelah ia meninggal.

Dalam hukum Gravitasi, telah dipahami bahwa jika kita meningkatkan massa benda maka akan membuat gaya semakin besar. Hampir sama dengan yang terjadi pada hukum Coulomb, gaya yang bekerja diantara dua partikel bermuatan, bergantung pada besarnya muatan yang dimiliki oleh masing-masing partikel tersebut. Selain itu, tentu saja jarak antara partikel juga berpengaruh pada besarnya gaya.

Perhatikan contoh percobaan berikut:

Pernahkah anda menyaksikan peristiwa dua benda non magnetik yang saling tarik-menarik? Jika belum, lakukanlah percobaan berikut:

Sobeklah selembar kertas menjadi potongan kecil-kecil (kurang lebih ukuran 1 cm x 1 cm). Kemudian gosokkanlah sebatang penggaris plastik ke rambut kering, dan dekatkan penggaris itu ke potongan kertas tadi. Apa yang terjadi? Potongan kertas kecil akan menempel ke penggaris plastik. Mengapa demikian?

Tarik menarik antara kertas dengan penggaris plastik terjadi akibat adanya perbedaan muatan listrik yang dimiliki kedua benda itu. Prosesnya penggaris yang bermuatan listrik dapat menarik sobekan-sobekan kertas dapat dijelaskan sebagai berikut:
Dalam kebanyakan atom atau molekul netral, pusat muatan positif berimpit dengan pusat muatan negatif. Ketika isolator misalnya sobekan-sobekan kertas yang bermuatan netral didekati oleh benda bermuatan listrik positif misalnya penggaris, pusat muatan negatif kertas ditarik mendekati benda bermuatan positif penggaris. Dengan demikian, akan dihasilkan muatan yang lebih negatif pada sisi kertas yang berdekatan dengan benda pemberi muatan (penggaris). Muatan yang berbeda jenis ini menghasilkan gaya tarik menarik sehingga isolator dapat menempel pada benda bermuatan listrik.

Muatan listrik merupakan entitas dasar dan menjadi primadona dalam elektrostatika. Muatan listrik dapat dipindah dari suatu benda ke benda lainnya dengan cara menggosok atau cara lainnya, akan tetapi muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Ada tiga jenis muatan yaitu positif, negatif dan netral. Muatan yang sejenis bersifat tolak-menolak, dan muatan yang tak sejenis akan tarik-menarik.

Muatan listrik itu tersimpan dalam benda-benda yang berada di sekeliling kita, seperti misalnya pada plastik yang digosok dengan wool, gelas yang digosok dengan sutera pada kilat, dan masih banyak yang lainnya lagi.

Benda-benda yang bermuatan akan mengerjakan gaya terhadap benda bermuatan lainnya. Gaya ini dinamakan gaya elektrostatik. Gaya ini bergantung pada besarnya muatan masing-masing benda dan bergantung pada jarak ke dua benda.

Contoh Soal: