Hukum Coulomb

Charles Augustin Coulomb (1736-1806) melakukan eksperimen elektrostatis untuk pertama kali pada tahun 1785, ia menggunakan bola-bola kecil bermuatan yang dapat dianggap sebagai muatan titik. Hasil dari percobaan ini diberikan dalam Hukum Coulomb, yang menyatakan bahwa gaya F antara dua buah muatan titik q₁ dan q₂ besarnya sebanding dengan hasil kali kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantara kedua muatan tersebut.

k adalah kostanta perbandingan yang besarnya tergantung pada sistem satuan yang digunakan.

Gambar 1 Gaya pada muatan uji akibat muatan titik

Pada sistem SI, gaya dalam Newton (N), jarak dalam meter (m), muatan dalam Coulomb (C), dan k mempunyai harga :
 

ε₀ sebagai konstanta permiitivitas ruang hampa besarnya = 8,854187818×10^-12 C²/Nm². Gaya listrik adalah besaran vektor, jika gaya Coulomb dinyatakan dengan notasi vektor menjadi :

Di mana r₁₂ adalah jarak antara q₁ dan q₂ atau sama panjang dengan vektor r₁₂, sedangkan r₁₂ adalah vektor yang searah dengan r₁₂. Gaya Coulomb antara dua muatan titik yang masing-masing sebesar 1 Coulomb pada jarak 1 meter adalah 9 x 10⁹ Newton, kurang lebih sama dengan gaya gravitasi antara planet-planet.

Dalam Gambar 2 ditunjukkan posisi muatan dan gaya-gaya yang terjadi antara keduanya.

Gambar 2 Posisi muatan dan gaya yang terjadi dalam bidang x-y 

Gaya yang dialami muatan q₁ akibat pengaruh muatan q₂ adalah :

 Gaya yang dialami muatan q₂ akibat pengaruh muatan q₁ adalah :

Setelah diselesaikan hasilnya adalah :

Referensi :

1.   Halliday, David; Robert Resnick, “Fisika Jilid 2”, Diterjemahkan oleh : Pantur Silaban Ph.D dan Drs.Edwin Sucipto, Jakarta: Erlangga, 1996.

2.   Jr., William H. Hayt, “Elektromagnetika Teknologi”, Diterjemahkan oleh: The Houw Liong, Ph.D., Jakarta: Erlangga, 1982.