Hukum Coulomb: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal

Seorang fisikawan berkebangsaan Perancis bernama Charles Augustin de Coulomb melakukan penelitian tentang gaya yang ditimbulkan oleh dua benda yang bermuatan listrik.

Penelitian yang dilakukan pada tahun 1785 ini menghasilkan Hukum Coulomb.

Pengertian Hukum Coulomb

Yang dimaksud dengan hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan yang timbul anatara dua buah partikel bermuatan listrik.

Bunyi Hukum Coulomb

Adapun bunyi Hukum Coulomb adalah sebagai berikut.

Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda bermuatan listrik (yang kemudian disebut gaya Coulomb) berbanding lurus dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.

Persamaan Hukum Coulomb

Persamaan Hukum Coulomb atau gaya Coulomb memiliki kesamaan dengan Hukum Gravitasi Newton.

Persamaannya terletak pada perbandingan kuadrat yang terbalik dalam hukum gravitasi Newton.

Adapun perbedaannya terletak pada gaya gravitasi selalu tarik-menarik, sedangkan gaya listrik dapat bersifat tarik-menarik maupun tolak-menolak.

Rumus Hukum Coulomb

Adapun hukum Coulomb secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :
F = gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak Coulomb (Newton)
k = bilangan konstanta = 1/4πε_o = 9 x 10⁹ Nm²/C²
ε_o = permisivitas ruang hampa = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
q₁, q₂ = muatan listrik pada benda 1 dan benda 2 (Coulomb/C)
r = jarak pisah antara kedua benda (m)

Contoh Soal Hukum Coulomb

Berikut adalah beberapa contoh soal terkait Hukum Coulomb.

1. Dua muatan A dan B berjarak 10 cm satu dengan yang lain. qA = +16 μC dan qB = -18 μC. Jika muatan qC = 2 μC diletakkan diantara A dan B berjarak 4 cm dari A maka tentukan gaya yang dimuat muatan qC!

Diketahui :
qA = +16 μC = 16 x 10^-6 C
qB = -18 μC = -18 x 10^-6 C
qC = 2 μC = 2 x 10^-6 C
r_AB = 10 cm
r_AC = 4 cm

Ditanya : F_C

Jawab :

Posisi muatan qC dan gaya yang bekerja dapat digambarkan sebagai berikut.

qC tertolak A (FA) dan tertarik B(FB). Karena arahnya sama maka berlaku :

Jadi, besarnya gaya yang dimuat muatan qC adalah sebesar 270 N.

2. Dua buah muatan listrik masing-masing besarnya 3 x 10^-6 C dan 6 x 10^-6 C, terpisah pada jarak 3 cm. Tentukan besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan tersebut.

Diketahui :
q₁ = 3 x 10^-6 C
q₂ = 6 x 10^-6 C
r= 3 cm

Ditanya : F = …

Jawab :

Jadi, besarnya gaya listrik yang bekerja pada masing-masing muatan adalah 1,8 x 10² N.