HUKUM COULOMB

Dua partikel yang bermuatan akan mengalami interaksi tolak menolak atau tarik menarik bergantung dari jenis muatannya. Interaksi tarikan atau tolakan ini terjadi akibatnya adanya gaya listrik. Gaya listrik antar muatan pertama kali diteliti oleh ilmuwan Perancis Charles de Coulomb (1736-1806). Hasil penelitiannya disimpulkan bahwa:

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.

Pernyataan ini kemudian dikenal dengan hukum Coulomb. Pada dua muatan listrik q₁ dan q₂ yang berjarak r, masing-masing akan bekerja gaya listrik yang sama besar namun berlawanan arah seperti gambar 5. Secara matematis besar gaya Coulomb dapat dituliskan:

dengan:

F = besar gaya (newton),

q₁ = besar muatan pertama (Coulomb),

q₂ = besar muatan kedua (Coulomb),

r = jarak antar muatan (meter)

k = bilangan konstanta listrik.

Konstanta ditentukan oleh jenis medium dimana muatan itu berada. Ketika muatan berada di udara atau ruang hampa maka konstantanya:

k = 9 x 10⁹ N.m².C²

Jika muatan berada di dalam medium lain seperti air atau minyak atau medium lain, maka Saudara dapat mencari konstatanya dengan:

dimana ℰ merupakan nilai permitivitas medium yang dapat dijabarkan sebagai:

K yaitu konstanta dielektrikum medium dan ℰ_o yaitu permitivitas udara atau ruang hampa yang besarnya:

ℰ_o = 8,85 x 10^-12 F/m

Gaya merupakan besaran vektor sehingga dalam penjabaran dan perhitungan harus diperhatikan arahnya. Sebagai contoh pada gambar 5, gaya yang bekerja pada muatan pertama berarah ke kiri dan pada muatan kedua berarah ke kanan.

Pada kasus tiga muatan, maka setiap muatan akan mendapatkan dua gaya dengan arah bergantung pada jenis masing-masing muatan. Jumlah total dari kedua gaya harus dihitung sesuai dengan penjumlahan besaran vektor.

Perlu diingat prinsip penjumlahan dua vektor sebagai berikut.

Contoh tipe 3 muatan lainnya