Rumus Hukum Coulomb: Pengertian, Soal, Hingga Penerapannya!

Hukum Coulomb merupakan hukum yang mengatur interaksi antarmuatan listrik, baik itu muatan yang sejenis ataupun berlainan jenis. Munculnya tarik menarik dan tolak menolak karena gaya Coulomb ini terjadi karena jenis muatannya. 

Hukum Coulomb akan terjadi apabila dua muatan listrik terpisah dengan jarak tertentu sehingga akan membuat muatan-muatan tersebut berinteraksi seperti kutub-kutub magnet yang didekatkan. Supaya, kamu mudah untuk menentukan arah yang muncul karena interaksinya begini cara yang dapat kamu gunakan.

1. Apabila kedua muatan berlainan jenis (positif dan negatif) maka gayanya akan tarik-menarik.
2. Apabila kedua muatan sejenis (positif dan positif atau negatif dan negatif) maka gayanya akan tolak menolak.

Pada tahun 1780-an hukum coulomb pertama kali ditemukan oleh  ilmuwan fisika asal Perancis, yaitu Charles Augustin de Coulomb. Selain dijadikan sebagai nama hukum, nama Coulomb juga dijadikan sebagai satuan muatan listrik, yaitu Coulomb. 

Sebelum menemukan hukum interaksi, Coulomb telah melakukan berbagai penelitian dari pembuatan kompas, karya kelistrikan, membuat timbangan puntir, kemagnetan, dan masih banyak yang lain. Para ilmuwan setelahnya menjadikan karya Coulomb tentang listrik dan magnet sebagai dasar penelitian dan penemuan, seperti Marie Ampere dan Hans Christian Oersted.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Charles Auguste de Coulomb, makan akan menghasilkan kesimpulan bahwa bunyi dari Hukum Coulomb yang tidak terlepas dari persamaan di atas, yaitu:

‘’Jika ada dua beda yang memiliki muatan listrik maka akan menciptakan gaya pada kedua benda tersebut, yaitu tarik menarik atau tolak menolak dengan besarnya berbanding lurus dengan perkalian antara dua muatan listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya’’.

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, kedua gaya tersebut dinamakan gaya elektrostatis. Semakin dekat jarak antarmuatan maka akan semakin besar juga gaya Coulomb yang dihasilkan. Begitupun jika semakin jauh jarak antarmuatan maka gaya Coulomb yang dihasilkan akan semakin kecil.

Sesuai  dengan pernyataan yang dijelaskan oleh Charles Auguste de Coulomb, muncullah rumus matematis yang digunakan untuk mengetahui besar gaya Coulomb. Kamu bisa melihat cara menghitung gaya coulomb sebagai berikut:

F = k. qi.q2/r²

Keterangan:

F = Gaya Coulomb (N)

q1, q2 = Muatan listrik setiap partikel (C)

r = Jarak antara kedua muatan (m)

k = Konstanta Coulomb yang nilainya 9 × 109 (N.m²/c²)

Lantas, bagaimana cara menghitung Hukum Coulomb yang sesuai? Berikut cara yang dapat kamu lakukan untuk menghitungnya.

1. Pertama-tama, kamu perlu mengetahui setiap besaran pada soal.
2. Setelah kamu mengetahui seluruh besarannya, kamu perlu mengubah satuan besarannya ke dalam SI, misalnya C, N, dan m.
3. Terakhir lakukan substitusi nilai besaran yang sudah diketahui dalam rumus Coulomb yang kamu tuliskan sebelumnya

Supaya memudahkan kamu memahami rumus Coulomb, kamu bisa langsung ke contoh soal dan pembahasan cara menghitungnya, berikut contoh soal yang dapat kamu gunakan untuk memahaminya. 

1. Dua benda mempunyai besar muatan 3×10-⁶C dan 6 x 10-⁶C. Jarak di antara keduanya ialah 3 cm. berapakah besar gaya listrik yang ada pada masing-masing muatan?
   Diketahui

   Q1 =  3×10-⁶ C

   Q2 =  6 x 10-⁶ C

   r = 3 cm = 3 x 10-²m

   k = 9 x 109 Nm²/C²

   Penyelesaian

   Fc = k. qi.q2/r²

   Fc =  9 x 109 ( 3×10-⁶ C x 6 x 10-⁶ C) / 9 x 10-⁴

   Fc = 9 x 109  ( 18 x 10¹²) / 9 x 10-⁴

   Fc = 1,8 x 10² N

2. 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 109 Nm²/C²)
   Diketahui

   Q1 =  5 x 10-⁴C

   Q2 =  5 x 10-⁴C

   r = 5 cm = 5 x 10-²  m

   k = 9 x 109Nm²/C²

   Penyelesaian

   Fc = k. qi.q2/r²

   Fc = 9 x 109 ( 5 x 10-⁴C x 5 x  10-⁴C) / 25 x 10-⁴

   Fc =  9 x 109 (25 x 1 10-⁸) / 25 x 10-⁴

   Fc = 9 x 10⁵ N

Hukum Coulomb secara sederhana dapat dilihat dalam kehidupan sehari-hari. Adapun penerapan Hukum Coulomb  yang dapat ditemukan sebagai berikut.

1. Efek dari yang terjadi saat dua ujung magnet saling berdekatan.  Jika sisi magnet yang bermuatan negatif didekatkan dengan sisi magnet yang lain dengan muatan positif, atau dengan besi yang bermuatan positif membuat magnet tersebut akan menempel. Berlaku untuk sebaliknya jika sisi magnet yang  bermuatan negatif didekatkan dengan sisi magnet yang juga bermuatan negatif maka akan terjadi penolakan.
2. Spidol yang dapat menempel di kertas gambar. Hal ini terjadi karena adanya interaksi saling tarik menarik antara spidol dengan kertas gambar.
3. Apabila kamu menggosokkan penggaris mika ke rambut akan membuat penggaris tersebut dapat menarik cacahan kertas. Hal ini dapat terjadi karena ketika penggaris kamu gosokkan ke rambut menciptakan muatan negatif pada penggaris dengan kertas memiliki muatan positif sehingga akan terjadi peristiwa tarik menarik antara penggaris dengan mika. Maka dari itu, cacahan kertas dapat menempel pada penggaris. Semakin dekat jarak antara penggaris dan kertas, akan semakin besar pula gaya Coulomb yang dihasilkan serta akan semakin banyak kertas yang menempel. 

Semoga penjelasan di atas bisa membantu kamu untuk memahaminya. Tenang, kamu bisa mempelajarinya dengan pelan-pelan saja ya biar ilmunya makin masuk dan lebih ingat. Selamat belajar!