Hukum Coulomb

Pada postingan sebelumnya kita telah mengetahui bahwa salah satu sifat muatan adalah akan tarik-menarik atau tolak menolak. Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak menolak ini dihitung pertama kali oleh Charles Augustin Coulomb (1736 – 1806). Alat yang digunakan oleh Coulomb waktu itu mirip dengan neraca Cavendish.
Menurut hukum Coulomb, besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak yang disebabkan oleh muatan-muatan ini tergantung pada besar masing-masing muatan dan berbanding terbalik dengan jarak kedua muatan tersebut.
yang artinya harga mutlak q, atau q selalu positif.
k = konstanta = 8,98755178737 x 10⁹ N.m²/c² = 9 x 10⁹ N.m²/c²
q = muatan (Coulomb)
r = jarak kedua muatan (m)
Konstanta k sering juga dituliskan sebagai
Dengan e₀ disebut sebagai permitivitas ruang hampa yang besarnya
e₀ = 8,85418781762 x 10^-12 C²/N.m²
Hukum Coulomb ini berlaku untuk berlaku untuk benda-benda bermuatan yang berukuran kecil (muatan titik) yang terpisahkan pada jarak yang relatif jauh dibanding ukuran benda tersebut.
Gaya Coulomb sebagai vektor
Sebagai salah satu gaya maka gaya Coulomb ini juga merupakan besaran vektor. Yaitu selain memiliki besar, gaya Coulomb ini juga mempunyai arah. Tentunya jika sebuah muatan didekatkan dengan muatan yang muatannya sejenis akan berbeda arah gayanya jika didekatkan dengan muatan yang berbeda jenis.
Untuk sistem yang terdiri dari banyak muatan. Gaya yang bekerja pada q₁ adalah
F₁ = F₁₂ + F₁₃ + F₁₄ + ….
Contoh
Tiga buah muatan positif diletakkan pada koordinat (0,0), (3,0) dan (6,0) dari suatu sistem koordinat (dalam meter). Jika muatan masing-masing besarnya 2mC, 3mC, dan 4mC. Tentukan besar gaya yang bekerja pada 3mC? (gunakan k = 9 x 10⁹ Nm²/C²).
Penyelesaian :
Arah gaya-gaya yang bekerja pada muatan 3mC ditunjukkan pada gambar berikut.

F₂₁ adalah gaya yang bekerja pada muatan 2 karena pengaruh muatan 1.
F₂₃ adalah gaya yang bekerja pada muatan 2 karena pengaruh muatan 3.
F₂ = F₂₁ – F₂₃ (bentuk vektor)
F₂ = F₂₁ – F₂₃ (bentuk skalar)



Bahan Bacaan :
Surya, Yohanes. 1996. Olimpiade Fisika. Teori dan Latihan Fisika Menghadapi Masa Depan. PT Primatika Cipta Ilmu.

Thanks for reading & sharing Sains Multimedia