Hukum Coulomb – Dalam dunia fisika, banyak sekali hal-hal yang dipelajari terkait dengan fenomena atau kejadian yang ada di sekitar kita. Mulai dari fenomena yang mungkin disadari atau tidak disadari. Salah satu yang dipelajari dalam ilmu fisika adalah listrik. Dalam kehidupan sehari-hari listrik sangat berguna untuk memudahkan manusia dalam aktivitasnya baik itu di bidang industri, rumah tangga, perkantoran, dan lain-lain. Listrik telah lama ditemukan jauh sebelum zaman berkembang seperti sekarang.

Bagi yang sedang belajar fisika terutama mengenai listrik pasti tidak asing dengan istilah muatan dalam listrik. Ada muatan + (positif) dan ada muatan – (negatif). Interaksi kedua muatan tersebut ternyata dapat menghasilkan gaya yang disebut sebagai hukum coulomb.

Apa Itu Hukum Coulomb?

Seperti namanya, hukum coulomb ditemukan oleh fisikawan dari Prancis yang bernama Charles Augustin de Coulomb (1736-1806). Pada awalnya Coulomb menemukan bahwa dua benda yang diberi muatan listrik dan diberi jarak tertentu akan menghasilkan suatu gaya. Nah gaya dalam hukum coulomb disebut sebagai gaya coulomb. Pengertian dari gaya coulomb adalah interaksi muatan listrik terjadi yang menyebabkan munculnya gaya tarik menarik atau tolak menolak. Interaksi listrik akan bersifat tarik menarik apabila muatan + (positif) bertemu dengan muatan – (negatif).

Sebaliknya, interaksi listrik akan bersifat tolak menolak apabila muatan listrik + (positif) bertemu dengan muatan + (positif) atau muatan – (negatif) bertemu dengan muatan – (negatif). Benda (atom) dikatakan bermuatan listrik positif apabila kekurangan elektron, sementara benda dikatakan bermuatan negatif apabila kelebihan elektron. Letak dari elektron adalah di permukaan benda sedangkan dalam inti benda ada proton dan neutron. Apabila muatan dalam proton dan elektron dalam benda sama maka hal ini dikatakan dengan netral.

Adapun bunyi hukum coulomb yaitu “besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak muatan listrik akan berbanding lurus dengan muatan dari masing-masing benda, tetapi akan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak masing-masing benda”. Hukum coulomb sebenarnya secara teoritik mirip dengan hukum gravitasi newton. Persamaannya yaitu sama-sama memiliki perbandingan kuadrat terbalik, sementara perbedaannya yaitu hukum gravitasi newton interaksi benda akan selalu memiliki gaya tarik menarik, sedangkan pada hukum coulomb interaksi benda bisa tarik menarik dan tolak menolak.

Contoh sederhana dari hukum coulomb yang mungkin pernah kita praktikkan ketika mempelajari ilmu fisika adalah menggosokan penggaris plastik pada rambut dan menempelkannya pada potongan kertas yang kecil pada jarak tertentu, yang menyebabkan menempelnya potongan kertas kecil tadi pada penggaris. Kejadian ini dapat dijelaskan dengan hukum coulomb. Penggaris yang digosokan ke rambut menyebabkan adanya aliran negatif pada penggaris yang mampu menarik potongan kertas kecil yang bermuatan positif. Kasus lain yang dapat menjadi.

Contoh dari hukum coulomb adalah fenomena munculnya petir ketika hujan atau mendung. Kadang munculnya petir akan mengagetkan orang-orang karena sangat cepat sekali kejadiannya. Tapi tahukah kalian kenapa bisa ada petir? Hal ini terjadi karena adanya pergeseran awan yang cepat dan saling bertemu dengan kumpulan awan lainnya mengakibatkan muatan positif pada bagian atas awan dan muatan negatif pada bagian bawah awan.

Ketika muatan positif di bagian atas bertemu dengan bagian bawah yang negatif akan menyebabkan petir di langit. Namun, ketika bagian bawah awan bertemu dengan permukaan bumi yang bermuatan positif dapat menyebabkan petir menyambar apa yang ditemuinya di permukaan bumi seperti pohon, bangunan, bahkan manusia. Semakin dekat jarak awan dengan permukaan bumi semakin besar pula potensi petir akan menyambar. Nah itulah mengapa kita tidak dianjurkan untuk berteduh di bawah pohon ketika ada petir.

Setelah belajar contoh dari hukum coulomb, terus bagaimana dengan rumus hukum coulomb? Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

Keterangan:
F : gaya listrik
K : konstanta coulomb (9 x 109Nm2/C2)
Q1 : muatan benda 1 (coulomb)
Q2 : muatan benda 2 (coulomb)
R : jarak muatan (meter)

Untuk memudahkan dalam memahami bagaimana cara kerja rumus hukum coulomb, simak contoh soal dan cara penyelesaiannya berikut iya.
Dua benda dipisahkan oleh jarak sejauh 10 cm. Muatan benda A sebesar 12 mikro coulomb, sedangkan pada B sebesar 10 mikro coulomb. Maka besar gaya listrik yang terjadi adalah?

Cara menyelesaikannya ada sebagai berikut.

Diketahui :
Q1 (A) : 12 micro coulomb (µc)
Q2 (B) : 10 micro coulomb (µc)
R : 10 cm = 0,01 m atau 10 x 10-2

Dikarenakan satuan pada soal mikro coulomb maka harus diubah ke dalam satuan coulomb. Nilai konversi muatan coulomb adalah sebagai berikut:

1 milli coulomb (Mc) = 1 x 10-3C
1 micro coulomb (µc) = 1 x 10-6C
1 nano coulomb (Nc) = 1 x 10-9C

Maka menjadi:

Q1 (A) : 12 x 10-6
Q2(B) : 10 x 10-6

Dengan begitu dapat diselesaikan menjadi:

Selesaikan terlebih dahulu angka yang dapat dikelompokkan pada jenis yang sama, pangkat dikerjakan dengan bilangan berpangkat pula menjadi:

Mempelajari hukum coulomb sebenarnya memberikan banyak manfaat. Kita menjadi paham beberapa fenomena yang terjadi sehingga dapat mempelajari sebab akibat yang melatarbelakangi hal-hal yang selama ini kita lihat yang mungkin orang lain sendiri tidak mengetahuinya. Setelah paham maka kita dapat memberikan pemahaman kepada orang lain sehingga secara tidak langsung kita telah melakukan hal-hal yang baik dengan berbagi ilmu terhadap sesama.