(Pustaka Fisika). Charles Coulomb (1736-1806) pernah mengeluarkan sebuah pernyataan terkait masalah kelistrikan yang telah lama menjadi bahan kajiannya. Bunyi dari pernyataan itu adalah “Gaya yang dilakukan oleh satu muatan titik pada muatan titik lainnya bekerja sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut. Besarnya gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan dan berbanding lurus dengan hasil kali muatan. Muatan sejenis akan bersifat tolak menolak dan muatan yang tidak sejenis akan saling tarik menarik”. Pernyataan ini selanjutnya diambil sebagai salah satu hukum dasar masalah kelistrikan dengan nama Hukum Coulomb (Coulomb’s Law).

Gambar: Gaya Coulomb

Dengan menggunakan timbangan puntir hasil penemuannya (mirip percobaan Cavendish), dia meneyelidiki besarnya gaya tarik-menarik atau gaya tolak elektrostatis bola bermuatan yang diakibatkan oleh hasil gesekan, jauh lebih besar dibanding gaya tarik gravitasinya. Pada percobaan Coulomb, jari-jari bola bermuatan tersebut jauh lebih kecil dibandingkan jarak antara keduanya sehingga bola bermuatan tersebut dapat dianggap sebagai muatan titik. Untuk memperoleh muatan dan menvariasikan besarnya muatan, Coulomb menggunakan cara induksi. Sebagai contoh, mula-mula muatan bola sebesar q dapat dikurangi menjadi setengahnya dengan cara membumikan salah satu bola tersebut agar muatannya terlepas. Hasil dari percobaan itulah yang menuntunnya dalam merumuskan hukum temuannya.

Gambar: Neraca puntir Coulomb

Dengan menggunakan hukum ini, kita dapat menghitung besar gaya interaksi antara dua atau lebih muatan titik . Rumus dasar untuk melakukan perhitungan tersebut adalah:

Dengan k adalah konstatanta kesebandingan yang mempunyai nilai sebesar 8,988 x 10^9 N.m^2/C^2, q1 dan q2 adalah besar masing-masing muatan, dan r adalah jarak yang memisahkan kedua muatan titik tersebut.

Tetapi satu hal yang perlu diperhatikan adalah Hukum Coulomb seharusnya hanya digunakan untuk muatan-muatan titik dalam ruang hampa. Jika materi berada dalam ruang diantara muatan-muatan itu, gaya netto yang beraksi pada setiap muatan diubah karena muatan-muatan diinduksi dalam molekul bahan yang menyelangi muatan-muatan tersebut. Namun demikian demi kepraktisan, kita dapat menggunakan Hukum Coulomb yang tidak diubah untuk muatan-muatan titik dalam udara. Pada tekanan atmosfer normal, kehadiran udara mengubah gaya listrik dari nilainya dalam ruang hampa menjadi hanya kira-kira 1 per 2000.

Referensi:

1. Sears dan Zemansky. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2
2. Tripler. Fisika, Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga

Image: wikipedia.org