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
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.
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.
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.
Secara matematis rumus hukum Coulomb dapat dituliskan sebagai berikut:
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.
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.
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.
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. 😊
- Apabila terdapat dua benda dengan muatan
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:
Dit:
Besar gaya coulomb (F) ?
Jawab:
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 
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:
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!
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:
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
Hukum Coulomb adalah hukum dasar dari ilmu fisika yang memiliki keterikatan dan menjelaskan hubungan antar muatan atau gaya listrik.
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.
Gaya elektrostatis adalah sebutan dari gaya tolak-menolak ataupun gaya tarik-menarik yang ditimbulkan dari dua muatan.
Alat yang digunakan Coulomb saat melakukan percobaan adalah Neraca puntir yang memiliki dua bola kecil bermuatan.
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