Hukum Coulomb: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal | Fisika Kelas 12

Hukum_Coulomb-02

Di artikel Fisika kelas 12 kali ini, kita akan mempelajari tentang Hukum Coulomb secara lengkap, disertai dengan rumus dan pembahasan soalnya.  

--

Guys, kamu sudah tahu kan bahwa muatan listrik terdiri dari muatan positif dan negatif? Ternyata, muatan-muatan tersebut bisa menghasilkan gaya, lhoYup, Hukum Coulomb-lah yang menjelaskan gaya yang terjadi antara muatan-muatan tersebut. Wah, apa itu Hukum Coulomb? Simak pembahasan berikut, kuy!

 

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb ditemukan oleh ahli fisika asal Prancis yang bernama Charles Augustin de Coulomb. Coulomb melakukan penelitan mengenai gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang diberi muatan listrik dan dipisahkan oleh jarak tertentu. Hukum Coulomb pada dasarnya menyatakan bahwa interaksi muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan yang berlainan jenis akan tarik-menarik. Dari hasil percobaan Coulomb, dapat dinyatakan bunyi Hukum Coulomb sebagai berikut:

hukum coulomb
 

Misalnya, ada dua muatan, yaitu q1 dan q2 yang berada pada jarak r satu sama lain dalam ruang hampa udara. Jika q1 dan q2 memiliki muatan yang sama, maka kedua muatan akan saling tolak-menolak. Contohnya seperti yang ditunjukkan pada gambar (a) dan (b), ya.

Pada gambar (a), muatan q1 dan q2 sama-sama positif. Makanya, muatan q1 mendapat gaya tolakan sebesar F12 ke kiri akibat interaksi dengan muatan q2. Sementara itu, muatan q2 mendapat gaya tolakan F21 ke kanan akibat interaksi dengan muatan q1. Begitupun yang terjadi pada gambar (b). Muatan q1 dan q2 sama-sama bernilai negatif, sehingga terjadi gaya tolak menolak pada masing-masing muatannya.

bunyi hukum coulomb 
 
Sebaliknya ya, jika q1 dan q2 memiliki muatan yang berbeda, maka kedua muatan akan saling tarik-menarik. Contohnya seperti pada gambar (c). Muatan q1 positif dan muatan q2 negatif, sehingga terjadi interaksi saling tarik menarik antar dua muatan. Muatan q1 ditarik oleh muatan q2 dengan gaya F12 ke kanan, sedangkan muatan q2 ditarik oleh muatan q1 dengan gaya F21 ke kiri.
 
Nah, konsep di atas ini harus benar-benar kamu pahami karena sangat berguna untuk menentukan interaksi lebih dari dua muatan.
 

Baca Juga: Transistor, Si Kecil Pendobrak Zaman

 

Rumus Hukum Coulomb

Lalu, mungkin di antara kamu ada yang bertanya, bagaimana dengan gaya yang dihasilkan oleh masing-masing muatan? Dalam kasus di atas, berarti nilai F12 dan F21. Menurut Hukum Coulomb, gaya yang dihasilkan oleh interaksi dua muatan tersebut akan bernilai sama (F12 = F21). Besar gaya Coulomb antar dua muatan listrik dapat ditentukan menggunakan rumus berikut ini:

rumus hukum coulomb-1 

Nah, gaya Coulomb dipengaruhi oleh konstanta Coulomb (k) yang nilainya bergantung dengan permitivitas medium. Kalau kedua muatannya itu berada dalam medium udara, maka nilai konstanta Coulomb-nya adalah k 9×109Nm2/C2.

 

Contoh Soal Hukum Coulomb

Untuk lebih memahami Hukum Coulomb, yuk kita bahas bersama contoh soal dibawah ini!

Dua buah titik A dan B berjarak 3 meter, masing-masing bermuatan listrik +4 x 10-4 C dan -1 x 10-4 C. Titik C terletak di antara A dan B, berjarak 2 meter dari A dan bemuatan listrik +3 x 10-5 C. hitung besar gaya elektrostatis pada muatan di C!

Pembahasan:

Diketahui:

qA = +4 x 10-4 C

qB = -1 x 10-4 C

qC = +3 x 10-5 C

rCA = 2 m

rBA = 3m

Ditanya: FC ?

Jawab:

contoh soal hukum coulomb

Muatan qC ditolak qA ke kanan karena kedua muatan sejenis tetapi ditarik ke kanan oleh muatan qB karena berlawanan jenis. Jadi gaya elektrostatis FC adalah:

contoh soal hukum coulomb


Jadi, besar gaya Coulomb di titik C adalah 54 N ke arah kanan.

 

Nah, sekarang kamu sudah paham kan pengertian hukum Coulomb, rumus, dan contoh soalnya? Kamu masih punya pertanyaan atau soal-soal tentang Hukum Coulomb ini? Langsung saja tanyakan melalui ruanglesonline. Kamu tinggal foto soal-soal yang ingin ditanyakan, dan gurumu akan langsung menjawab pertanyaan kamu. Seru dan mudah, kan? Yuk, daftar sekarang juga!

pembahasan soal

Referensi:

Rosyid MF, Budhi RH, Resmiyanto R, Prastya DS. (2008) Kajian Konsep Fisika 3 untuk Kelas XII SMA dan MA. PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri.

Konsep dan Contoh Soal Hukum Coulomb [Daring]. Tautan: https://www.lakonfisika.net/2019/07/konsep-contoh-soal-hukum-coulomb-gaya-coulomb.html (Diakses pada 5 Agustus 2021)

Sumber Gambar:

Foto 'Charles Augustin de Coulomb' [Daring]. Tautan: https://nationalmaglab.org/education/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/pioneers/charles-augustin-de-coulomb (Diakses pada 4 Agustus 2021)

 

Artikel ini diperbarui pada 5 Agustus 2021.

Profile

Karina Dwi Adistiana

Beri Komentar