Pengertian, Rumus Dan Bunyi Hukum Coulomb

Pengertian Dan Rumus Hukum Coulomb – Hukum coloumb merupakan salah satu hukum fisika yang membahas tentang hubungan antar gaya. Hukum ini dinamakan dengan hukum coloumb karena diambil dari nama penemunya yang bernama Charles Agustin de Coulomb.

Pengertian, Rumus Dan Bunyi Hukum Coulomb

Charles Agustin de Coulomb adalah seorang ilmuwan yang berasal dari Perancis dan lahir pada tahun 1785. Charles pernah melakukan sebuah penelitian mengenai hubungan antara gaya listrik dengan dua muatan serta jarak antar keduanya menggunakan neraca puntir.

Lalu sebenarnya apa yang dimaksud dengan hukum coulomb? Bagaimana bunyinya? Dan bagaimana rumusnya? Untuk menjawab pertanyaan tersebut silahkan anda simak pembahasan ini sampai akhir.

Pengertian Hukum Coulomb

Pengertian Hukum Coulomb

Pengertian hukum coulomb secara umum adalah salah satu hukum dari dasar ilmu fisika yang berhubungan dengan aliran muatan listrik. Hukum ini membahas tentang bagaimana suatu gaya bia muncul diantara dua partikel yang memiliki muatan, seiring dengan peningkatan jarak, medan, dan gaya listrik akan menjadi mengecil.

Gaya antar partikel umumnya mengandung muatan positif dan negatif. Hal ini tergantung dari kedua partikel itu sendiri, apakah saling tarik menarik atau tolak menolak. Pada dasarnya hukum coulomb mempunyai persamaan dengan hukum gravitasi newon. Persamaan ini terdapat pada perbandingan kuadrat secara terbalik dalam hukum newton.

Baca juga: Hukum Faraday

Bunyi Hukum Coulomb

Sama halnya dengan hukum fisika lainnya, hukum ini juga mempunyai suatu penyimpulan. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan oleh Charles, ia menyimpulkan bahwa bunyi hukum coulomb adalah sebagai berikut:

Besaran gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda yang mengandung muatan listrik akan selalu berbanding lurus dengan muatan setiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantar kedua benda tersebut.

Bunyi Hukum Coulomb

 

Akan tetapi, jika dua muatan sejenis yang saling didekatkan antara satu sama lain maka akan terjadi gaya yang saling tolak menolak sehingga kedua muatan tersebut tidak akan bisa bersatu.

Demikian sebaliknya, jika dua buah muatan yang berbeda saling didekatkan maka antara satu sama lain akan timbul gaya saling tarik menarik. Gaya tolak menolak dan gaya tarik menarik ini biasa disebut dengan gaya elektrostatis.

Rumus Hukum Coulomb

Ketika mengerjakan soal yang berhubungan dengan aliran muatan listrik maka anda akan membutuhkan rumus hukum coulomb. Berikut ini adalah rumus coloumb yang telah diperkenalkan oleh Charles Augustin de Coulomb:

Rumus Hukum Coulomb

Pada rumus diatas, Fc adalah gaya tolak menolak atau tarik menarik dengan menggunakan satuan Newton (N), k adalah konstanta pembanding besarnya 9 x 10 pangkat 9 Nm2/c2, sedangkan Q1 adalah besar muatan yang pertaman dengan mengunakan satuan Coulomb (C), untuk Q2 adalah besaran muatan kedua yang menggunakan satuan Coulomb (C), sedangkan r adalah jarak antar 2 benda bermuatan yang memiliki satuan meter (m).

Penerapan Hukum Coulomb

Penerapan Hukum Coulomb

  1. Elekstroskop

Elektroskop merupakan sebuah alat khusus yang digunakan untuk dapat mengetahui jenis muatan sebuah benda. Alat ini seringkali digunakan oleh seorang ilmuwan ketika ingin melakukan suatu penelitian. Tolak menolak atau tarik menarik sebuah benda sudah pasti akan menghasilkan jenis muatan yang tidak sama. Dengan menggunakan alat elektroskop ini maka pendeteksian bisa dilakukan lebih cepat.

Dalam sebuah elektroskop ada sebuah pita logam yang bisa menguncup dan membuka ketika proses pendeteksian. Alat elekstroskop yang satu ini juga dapat digunakan untuk sebuah proses penelitian yang dilakukan oleh pelajar ataupun pemula. Hal ini karena penggunaan alat yang satu ini sangat mudah untuk dipahami dan bisa dibeli di berbagai toko elektronik terdekat.

  1. Penangkal Petir

Petir merupakan sebuah fenomena alam yang paling ditakuti, karena bisa memberikan dampak yang berbahaya bagi manusia. Apalagi petir bisa datang secara tiba-tiba. Proses datangnya petir memang sangat cepat, jadi sulit sekali untuk diprediksi. Petir bisa menyambar apa saja yang ada di muka bumi ini.

Selama ini sudah banyak sekali kejadian mengerikan yang disebabkan oleh sambaran petir. Maka dari itu, penangkal petir mempunyai peran yang terbilang cukup penting untuk mencegah terjadinya petir sehingga keselamatan akan selalu terjaga. Muatan listrik yang mempunyai kutub positif sudah pasti akan menimbulkan kerusakan yang sangat tinggi. Sehingga penangkal petir dalam hal ini menjadi contoh penerapan hukum coulomb di kehidupan sehari-hari.

  1. Pelat Logam Penggumpal Asap

Asap merupakan hal yang paling merugikan bagi bumi, apalagi jika asap tersebut berasal dari kendaraan karena bisa menyebabkan terjadinya polusi udara. Asap akan memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan manusia, sehingga kondisi asap harus selalu dijaga dengan perilaku manusia yang harus baik dan peduli lingkungan.

Asap yang telah menggumpal umumnya memiliki kualitas buruk. Hal ini karena kandungan asap yang dimilikinya terlalu banyak. Disamping itu, asap yang menggumpal mudah sekali turun dengan proses gravitasi.

Disinilah peran dari pelat logam penggumpal asap sangat dibutuhkan. Pelat logam tersebut memiliki fungsi untuk mengurangi polusi udara dan bisa memperbaiki kondisi udara yang sudah buruk.

  1. Terapi Listrik Statis

Kesehatan sudah menjadi hal penting yang harus selalu dijaga. Ada banyak sekali cara yang dapat dilakukan untuk menjaga kesehatan, salah satunya adalah dengan olahraga secara rutin. Kesehatan tidak bisa diabaikan begitu saja, karena dapat menimbulkan dampak yang berbahaya. Selain berolahraga, cara menjaga kesehatan juga bisa dilakukan dengan terapi.

Sekarang ini terapi sudah dapat dilakukan dengan menggunakan medan listrik statis, dimana terapi ini umumnya menggunakan listrik yang memiliki tegangan sebesar 9000 Volt. Alat terapi listrik ini mampu untuk menggetarkan kotoran yang telah menempel di bagian tubuh serta merontokkan berbagai kotoran lainnya secara perlahan. Terapi listrik semacam ini bisa ditemukan dengan mudah di beberapa mall besar di seluruh Indonesia.

Persamaan Hukum Coulomb dengan Medan Listrik

Persamaan Hukum Coulomb dengan Medan Listrik

Penting untuk diketahui bahwa ternyata konsep hukum coulomb juga mempunyai persamaan dengan medan listrik. Gaya yang ada dalam hukum coulomb atau gaya listrik yang bisa muncul diantara benda-benda yang memiliki muatan listrik dan dipengaruhi oleh dua macam faktor, yakni sebanding besaran muatan listrik dari masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar benda yang memiliki muatan listrik.

Sementara itu, medan listrik yang masih berada di sekitaran benda yang bermuatan listrik masih akan mengalami gaya listik. Dan untuk muatan lainnya yang ada dalam medan listrik dari suatu benda bermuatan listrik akan mengalami gaya listrik yang saling tolak menolak atau tarik menarik.

Baca juga: Tabel Besaran Dan Satuan Listrik

Contoh Soal Hukum Coulomb dan Pembahasannya

Contoh Soal Hukum Coulomb

Untuk memudahkan anda dalam memahami serta menghafal rumus diatas maka kami akan memberikan contoh soal lengkap beserta pembahasannya. Berikut ini adalah beberapa contoh soal dan pembahasan hukum coulomb:

Soal 1 :

Terdapat dua benda yang memiliki muatan listrik berbeda dengan masing – masing besaran muatan q1 = 8 x 10-6 C, sedangkan q2 = 9 x 10-6 C. Jarak antara kedua benda tersebut adalah 6 cm. Maka, berapakah besar gaya coulomb?

Pembahasan 1 :

Diketahui :

q1 = 8 x 10-6 C

q2 = 9 x 10-6 C

r = 6 cm, karena satuan jari – jari (r) adalah meter, maka jika dikonversi menjadi 6 x 10-2 m.

Ditanya : F ….?

Jawab :

Berdasarkan rumus hukum coulomb di atas, perhitungannya adalah sebagai berikut.

Soal Hukum Coulomb

Besarnya gaya coulomb dari kedua benda yang bermuatan listrik tersebut sebesar 180 N. Kedua benda terebut memiliki muatan yang berbeda jenis, maka mengalami gaya tarik – menarik.

Soal 2 :

Terdapat 3 benda yang bermuatan listrik positif secara berurutan q1 sebesar 30 µC, q = 4 µC, sedangkan q2 60 µC. Apabila jarak q1 ke q adalah d, dan jarak q ke q2 = 2d. Hitunglah besar dan arah gaya listrik jika nilai d sama dengan 20 cm!

Pembahasan 2 :

Diketahui :

q1 = 30 µC, satuan q adalah C maka konversi q1 adalah 3 x 10-5 C.

q2 = 60 µC, konversi q2 = 6 x 10-5 C.

q = 4 µC, dan konversi q2 = 4 x 10-6 C.

r1 = d, karena d = 20 cm maka konversi d menjadi 20 x 10-1 m.

r2 = 2d, karena d = 20 cm maka dikalikan 2 dan konversi d menjadi 40 x 10-1 m.

Ditanya : F, dan arah gaya ….?

Jawab :

Langkah pertama harus mencari nilai F1 dan F2 sesuai dengan besaran vektor, maka :

  • Muatan listrik q1 > q = tolak – menolak, sehingga arah gaya benda q = ke arah kanan (F2).
  • Muatan listrik q2 > q = tolak – menolak, sehingga arah gaya benda q = ke arah kiri (F1).

Pernyataan tersebut akan dimasukkan ke dalam persamaan, dan hasilnya adalah :

Soal Hukum Coulomb

Setelah mendapatkan nilai F1 dan F2, maka mencari besar gaya (F) dengan pernyataan berikut :

  • Gaya ke kanan = positif.
  • Gaya ke kiri = negatif.

Maka resultan gaya coulomb pada muatan listrik tersebut sebesar . . . .

Soal Hukum Coulomb

Besar gaya = 13,5 N, karena hasil resultan gaya adalah positif (+) maka arah gaya ke arah kanan.

Soal 3 :

Sebuah Baterai Rechargeable (Baterai isi ulang) diisi dengan arus listrik sebesar 0,5A selama 8 Jam, berapakah muatan listrik setelah waktu pengisian tersebut?

Pembahasan 3 :

I = 0,5A
t = 8 jam atau 28.800 detik
Q = ?

Q = I . t
Q = 0,5 . 28.800
Q = 14.400 Coulomb

Jadi Muatan listriknya adalah sebesar 14.400 Coulomb.

Soal 4 :

2  muatan memiliki besar muatan 3×10-6 C dan 6 x 10-6C. Jarak diantara keduanya adalah 3 cm. berapakah bbesar gaya listrik pada masing-masing muatan?

Pembahasan 4 :

Diketahui

Q1 =  3×10-6 C

Q2 =  6 x 10-6C

r = 3 cm = 3 x 10-2 m

k = 9 x 109 Nm2/C2

Penyelesaian

Fc =  k(q1q2/r2)

Fc = 9 x 10(3×10-6 C x 6 x 10-6C)/9 x 10-4

Fc = 9 x 10( 18 x 10-12)/ 9 x 10-4

Fc = 1,8 x 102 N

Soal 5 :

Ketika 2 muatan sejenis  memiliki besar muatan 5 x 10-4C dan 5 x10-4C. 2 muatan tersebut dipisahkan dengan jarak 5 cm. maka berapakah besar gaya coulomb yang ditimbulkan? (k = 9 x 109Nm2/C2)

Pembahasan 5 :

Diketahui

Q1 =  5 x 10-4C

Q2 =  5 x 10-4C

r = 5 cm = 5 x 10-2 m

k = 9 x 109 Nm2/C2

Penyelesaian

Fc =  k(q1q2/r2)

Fc = 9 x 10(5 x 10-4C x 5 x 10-4C)/25 x 10-4

Fc = 9 x 10(25 x 110-8)/ 25 x 10-4

Fc = 9 x 105 N

Leave a Comment