بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّØْÙ…َÙ†ِ اارَّØِيم
Hukum Coulomb adalah salah satu hukum dasar dalam elektrostatika yang menjelaskan gaya antara dua muatan listrik. Ditemukan oleh fisikawan Prancis, Charles-Augustin de Coulomb, pada tahun 1785, hukum ini menjadi dasar untuk memahami interaksi antara partikel bermuatan dalam berbagai aplikasi fisika dan teknologi modern.
Hukum Coulomb menyatakan bahwa:
"Besar gaya listrik antara dua muatan titik di ruang hampa berbanding lurus dengan besar dari masing-masing muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut."
Secara matematis, Hukum Coulomb dapat dinyatakan sebagai:
keterangan:
- F adalah gaya antara dua muatan (dalam Newton, N).
- q₁ dan q₂ adalah besar muatan listrik (dalam Coulomb, C).
- r adalah jarak antara kedua muatan (dalam meter, m).
- k adalah konstanta Coulomb, yang bernilai sekitar 9.109 Nm2/C2
Penjelasan Konsep
1. Arah Gaya
- Jika kedua muatan memiliki tanda yang sama (misalnya, keduanya positif atau keduanya negatif), maka gaya yang timbul adalah gaya tolak-menolak.
- Jika kedua muatan memiliki tanda yang berbeda (satu positif dan satu negatif), maka gaya yang timbul adalah gaya tarik-menarik.
2. Konstanta Coulomb (kâ‚‘)
Konstanta ini memberikan ukuran kekuatan interaksi listrik di ruang hampa. Nilainya tergantung pada medium di mana muatan-muatan berada, tetapi pada umumnya, untuk ruang hampa, nilainya adalah 9.109 Nm2/C2
3. Hubungan dengan Jarak
- Hukum Coulomb menunjukkan bahwa gaya listrik sangat bergantung pada jarak antara muatan-muatan tersebut. Ketika jarak antara dua muatan bertambah, gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara mereka akan berkurang secara drastis, karena berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
Contoh Soal dan Penyelesaian
Contoh Soal 1:
Dua muatan titik, dan , dipisahkan oleh jarak 0,5 meter di ruang hampa. Hitung besar gaya listrik yang bekerja antara kedua muatan tersebut!
Penyelesaian:
Aplikasi Hukum Coulomb
- Elektrostatika: Hukum Coulomb digunakan untuk menganalisis gaya antar muatan dalam berbagai sistem, seperti kapasitor dan sirkuit listrik.
- Fisika Atom: Menjelaskan gaya antara proton dan elektron dalam atom.
- Teknologi Modern: Hukum ini menjadi dasar dalam desain berbagai perangkat elektronik, seperti sensor dan alat ukur.
Hukum Coulomb adalah hukum fundamental yang sangat penting dalam memahami interaksi antar muatan listrik. Dengan Hukum Coulomb, kita dapat menghitung gaya antara dua muatan listrik serta memahami prinsip-prinsip dasar dari berbagai fenomena elektrostatika.
Lebih lanjut bisa menyimak video berikut ini:
