PENGERTIAN DAN RUMUS HUKUM COULUMB

Hukum Coulomb mempunyai kesamaan dengan hukum gravitasi Newton. Persamaannya terletak pada perbandingan kuadrat yang terbalik dalam hukum gravitasi Newton. Perbedaannya adalah gaya gravitasi selalu tarik-menarik, sedangkan gaya listrik dapat bersifat tarik-menarik maupun tolak-menolak. Pada dasarnya hukum coulomb menyatakan muatan listrik yang sejenis tolak-menolak, sedangkan muatan listrik tak sejenis tarik-menarik.

Advertisment

Hukum Coulomb

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh seorang ahli Fisika Prancis, Charles Augustin Coulomb (1736-1806) disimpulkan bahwa: “besarnya gaya tarikmenarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik (yang kemudian disebut gaya Coulomb) berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut“

Percobaan Coulomb,hukum Coulomb,bunyi Coulomb,prinsip hukum Coulomb

Neraca Puntir Alat Percobaan Coulomb

Besarnya gaya oleh suatu muatan terhadap muatan lain telah dipelajari oleh Charles Augustin Coulomb. Peralatan yang digunakan pada eksperimennya adalah neraca puntir yang mirip dengan neraca puntir yang digunakan oleh Cavendish pada percobaan gravitasi. Bedanya, pada neraca puntir Coulomb massa benda digantikan oleh bola kecil bermuatan.

Untuk memperoleh muatan yang bervariasi, Coulomb menggunakan cara induksi. Sebagai contoh, mula-mula muatan pada setiap bola adalah q0, besarnya muatan tersebut dapat dikurangi hingga menjadi \frac{1}{2} q0 dengan cara membumikan salah satu bola agar muatan terlepas kemudian kedua bola dikontakkan kembali. Hasil eksperimen Coulomb menyangkut gaya yang dilakukan muatan titik terhadap muatan titik lainnya.

Gaya Coulomb

Jika kedua muatan merupakan muatan sejenis maka gaya yang bekerja bersifat tolak-menolak. Jika kedua muatan mempunyai tanda yang berlawanan, gaya yang bekerja bersifat tarik-menarik.

Prinsip Gaya Coulomb

Gaya coulomb menyatakan bahwa muatan listrik yang sejenis tolak-menolak, sedangkan muatan listrik tak sejenis tarik-menarik seperti terlihat pada gambar diatas.

Gaya Coulomb

Perhatikan gambar diatas yang menggambarkan dua buah benda bermuatan listrik q1dan q2terpisah pada jarak r. Apabila kedua benda bermuatan listrik yang sejenis, kedua benda tersebut akan saling tolak-menolak dengan gaya sebesar F dan jika muatan listrik pada benda berlainan jenis, akan tarik-menarik dengan gaya sebesar F.

Pernyataan Charles Augustin Coulomb (1736-1806) yang kemudian dikenal dengan Hukum Coulomb yang dinyatakan dalam persamaan :

F=k\frac{q_1q_2}{r^2}

di mana :

F= gaya tarik-menarik atau tolak-menolak/gaya Coulomb (Newton)

k = bilangan konstanta = \frac{1}{4\pi \varepsilon _0} = 9. 109N m2/C2

q1, q2 = muatan listrik pada benda 1 dan benda 2 (Coulomb/C)

r = jarak pisah antara kedua benda (m)

Gaya Coulomb termasuk besaran vektor. Apabila pada sebuah benda bermuatan dipengaruhi oleh benda bermuatan listrik lebih dari satu, maka besarnya gaya Coulomb yang bekerja pada benda itu sama dengan jumlah vektor dari masing-masing gaya Coulomb yang ditimbulkan oleh masing-masing benda bermuatan tersebut. Misalnya untuk tiga buah muatan listrik.

Gaya Coulomb untuk tiga muatan titik

Besarnya Gaya Coulomb yang dialami oleh q3 pada F = F1 + F2

\bar{F}=k\frac{q_1q_2}{r_1^2}+k\frac{q_2q_3}{r_1^2}

di mana :

F1 = gaya Coulomb pada q3 akibat yang ditimbulkan oleh q1 

F2 = gaya Coulomb pada q3 akibat yang ditimbulkan oleh q2

F = gaya Coulomb pada q3 akibat muatan q1 dan q2

Gaya Coulomb pada muatan q3  adalah F  = F1 +F2

Karena letak ketiga muatan tidak dalam satu garis lurus, maka besarnya nilai F  dihitung dengan :

dengan α adalah sudut yang diapit antara  F1 dan F2.

Tweet