Home / Fisika / hukum coulomb

Hukum Coulomb

  • 8 min read

Penulis : Ditheosvi Alvira Gusti – Teknik Elektro PNJ

Pengertian Hukum Coulomb

Hukum Coulomb merupakan salah satu dari sekian banyak hukum dasar ilmu fisika. Hukum ini berkaitan dengan kelistrikan dan istilah Coulomb ini berasal dari si penemu yang bernama Charles Augustin de Coulomb, seorang ahli fisika asal Perancis yang berhasil menemukan dan mengemukakan pendapatnya mengenai interaksi dari dua jenis muatan listrik yaitu muatan positif (+) dan muatan negatif (-).

Bunyi Hukum Coulomb

Charles Augustin de Coulomb
Charles Augustin de Coulomb , sumber wikipedia

Tahun 1785 Charles Augustin de Coulomb mengemukakan pendapatnya yang merupakan hasil eksperimen dari gaya interaksi antara dua partikel dengan menggunakan neraca puntir yang terdiri dari dua bola kecil bermuatan seperti pada gambar yang bisa kalian lihat dibawah ini.

Neraca puntir
Gambar 1. Neraca puntir

Sekadar informasi, Neraca putir yang dipakai oleh Coulomb ini mirip loh dengan neraca puntir Cavendish yang digunakannya untuk melakukan percobaan gravitasi eits tapi kita tidak akan membahas ini guys jadi yuk back to the topic.

Seperti orang kebanyakan yang melakukan percobaan, Coulomb pun menyimpulkan hasil dari percobaan yang ia yang berbunyi:

Besarnya gaya tarik menarik maupun tolak menolak yang ditimbulkan oleh dua benda bermuatan listrik sebanding dengan besar muatan listrik tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda.”

Kesimpulan yang diberikan oleh Charles Augustin de Coulomb ini kemudian dikenal sebagai hukum Coulomb.

Coulomb’s law
Gambar 2. Coulomb’s law

Baca tulisan lain dari bacaboy

Rumus Hukum Coulomb

Berdasarkan pernyataan Coulomb apabila terdapat dua benda yang bermuatan dan memiliki jarak. Ketika kedua muatan itu sama jenis dan didekatkan satu sama lain akan menimbulkan gaya saling tolak menolak tetapi apabila kedua muatan berbeda jenis dan saling didekatkan maka gaya yang akan timbul adalah gaya saling tarik-menarik. Sebutan untuk kedua gaya yang timbul entah itu tarik menarik maupun tolak menolak adalah gaya elektrostatis.

Konsep hukum Coulomb
Gambar 3. Konsep hukum Coulomb

Secara matematis rumus hukum Coulomb dapat dituliskan sebagai berikut:

rumus hukum coulomb

Keterangan:

F = Gaya yang terjadi, tolak-menolak ataupun tarik menarik (N)

q1 = Besarnya nilai muatan pertama (C)

q2 = Besarnya nilai muatan kedua (C)

r = Jarak antara dua benda bermuatan (m)

Penerapan Hukum Coulomb

Seperti hukum fisika lainnya, Hukum Coulomb juga telah diterapkan pada alat dan kehidupan sehari-hari loh, berikut ini contoh penerapannya.

Sisir dan Rambut

Ketika sisir dan rambut digosokkan (menyisir) maka muatan negatif dari sisir dan muatan positif dari rambut akan membuat gaya elektrostatis atau tarik-menarik dikarenakan ke dua benda ini memiliki muatan yang berbeda jenis.

Generator Van De Graff

Generator Van De Graff ini biasanya berada di laboratorium penelitian dan digunakan sebagai mesin pembangkit listrik. Apabila memegang atau berada didekat alat ini rambut akan berdiri loh dan cara kerja alat ini menggunakan metode gesekan yaitu dengan menggosokan silinder bagian bawah generator dengan sabuk karet sehingga terdapat muatan listrik negatif.

Generator Van De Graff
Gambar 4. Generator Van De Graff, Sumber: pitsco.com

Elektroskop

Contoh penerapan selanjutnya adalah elektroskop yang merupaka alat pendeteksi ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda. Gaya tarik-menarik dan tolak-menolak dari muatan benda lah yang memicu pita logam pada elektroskop ini bekerja sehingga dapat terbuka ataupun tertutup.

Elektroskop
Gambar 5. Elektroskop, Sumber: leermiddelen.be

Filter elektrostatik

Filter elektrostatik ini digunakan untuk menyaring debu sehingga tidak mengganggu pernapasan. Jadi pada tabung filter elektrostatik ini terdapat alat yang bisa mengionisasikan partikel gas dan jika partikel gas tersebut bermuatan berbeda dengan dinding tabung maka partikel gas tersebut akan menempel di dinding tabung.

Filter Elektrostatik
Gambar 6. Filter Elektrostatik, Sumber: hdmhavalandirma.com

Printer Laser

Printer laser memiliki cara kerja yaitu memanfatkan prinsip gaya tarik-menarik antar muatan benda yang berbeda jenis. Sinar laser pada alat ini yang membuat Photoreceptor Drum pada printer bila terkena cahaya, bagian tersebut akan menjadi muatan negatif padahal sebelumnya bermuatan positif.

Contoh Soal dan Pembahasan

Agar lebih memahami perihal Hukum Coulomb, kerjakan juga soal-soal dibawah ini ya karena akan bisa bila terbiasa. 😊

  1. Apabila terdapat dua benda dengan muatan hukum coulomb 2

yang memiliki jarak 4cm. Berapakah besar gaya Coulomb diantara kedua benda tersebut?

A. 27 N

B. 270 N

C. 135 N

D. 1350 N

Pembahasan:

Dik:

hukum coulomb 4

Dit:

Besar gaya coulomb (F) ?

Jawab:

hukum coulomb 6

F = 270N.

Karena q1 dan q2 keduanya bermuatan positif, maka gaya yang timbul adalah gaya tolak-menolak dengan besar gaya 270 N (B)

2. Apabila terdapat dua benda bermuatan berbeda jenis dengan besar muatan hukum coulomb 7

yang memiliki jarak 6cm.

Berapakah besar gaya Coulomb diantara kedua benda tersebut?

A. 1,8 N

B. 18 N

C. 180 N

D. 1800 N

Pembahasan:

Dik :

Dit:

Besar gaya coulomb (F) ?

Jawab:

hukum coulomb 10

Jadi, besar gaya Coulomb diantara kedua benda tersebut adalah 180 N dan karena muatan berbeda jenis maka gaya yang timbul adalah tarik menarik (C)

3. Perhatikan gambar di bawah ini!

hukum coulomb 11

Ketiga muatan listrik q1, q, dan q2 adalah segaris. Bila q = 4µC dan d = 20cm hitungah besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q …

A. 27 N ke arah kanan

B. 13,5 N ke arah kanan

C. 27 N ke arah kiri

D. 13,5 N ke arah kiri

Pembahasan

Dik:

hukum coulomb 13

Dit: Besar dan arah gaya listrik yang bekerja di muatan q?

Jawab:

Karena q1 muatannya lebih besar dari q dan gaya yang timbul ada tolak menolak maka arah gaya di q adalah kearah kanan (F2). Selain itu, antara q dengan q2 yang muatannya lebih besar juga menimbulkan gaya tolak menolak sehingga arah gaya di q ke kiri (F1)

Maka besar gaya F1 dan F2 adalah

Nah, kalau sudah begini kita misalkan. Bi la gaya ke arah kanan bernilai positif dan gaya yang ke arah kiri bernilai negatif, maka resultan gaya Coulomb yang bekerja pada muatan q adalah

F = F1 + F2

F = (+ 27 N ) + (– 13,5N)

F = + 13,5 N atau 13,5 N ke arah kanan.

Jadi, besar dan arah gaya listrik yang bekerja pada muatan q adalah 13,5 N ke arah kanan (B)

Pertanyaan Umum

Apa pengertian dari hukum Coulomb?

Hukum Coulomb adalah hukum dasar dari ilmu fisika yang memiliki keterikatan dan menjelaskan hubungan antar muatan atau gaya listrik.

Bagaimana bunyi dari hukum Coulomb?

Bunyi hukum Coulomb yaitu besarnya gaya tarik menarik maupun tolak menolak yang ditimbulkan oleh dua benda bermuatan listrik sebanding dengan besar muatan listrik tiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda.

Apa yang dimaksud dengan gaya elektrostatis?

Gaya elektrostatis adalah sebutan dari gaya tolak-menolak ataupun gaya tarik-menarik yang ditimbulkan dari dua muatan.

Apa alat yang digunakan oleh Coulomb dalam melakukan percobaan?

Alat yang digunakan Coulomb saat melakukan percobaan adalah Neraca puntir yang memiliki dua bola kecil bermuatan.

Sebutkan faktor apa saja yang mempengaruhi hukum Coulomb?

Hal yang mempengaruhi hukum Coulomb adalah jarak pisah antara kedua muatan, nilai tiap muatan, dan konstanta pembanding.

Daftar Pustaka

  • Giancoli DC, Fisika Jilid 1 Edisi Kelima, Jakarta: Elangga, 2001.
  • Halliday, David; Resnick, Robert; and Walker, Jearl.2001. Fundamental of Physics. New York: John Wiley & Sons
  • Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga

Baca juga