Hukum Coulomb: Pengertian, Sejarah, Rumus, Penerapan, dan Contohnya dalam Fisika

Ilustrasi Hukum Coulomb, Foto Unsplash/Artturi Jalli

Hukum Coulomb adalah salah satu materi penting yang ada dalam mata pelajaran Fisika. Hukum tersebut adalah materi yang terdapat dalam bab “Listrik Statis” pada pelajaran Fisika.

Mempelajari ilmu pasti seperti Matematika, mempelajari Fisika juga memerlukan proses pembelajaran yang komprehensif. Contohnya adalah mempelajari materi Hukum Coulomb secara lengkap, mulai dari pengertian, sejarah, rumus, penerapan, dan contohnya dalam Fisika.

Pengertian dan Rumus Hukum Coulomb

Ilustrasi Hukum Coulomb, Foto Unsplash/Roman Mager

Berikut adalah pengertian dari Hukum Coulomb berdasarkan buku yang berjudul Elektromagnetika, Erfan Achmad Dahlan, (2017:148).

Hukum Coulomb adalah hukum eksperimental, diformulasikan pada tahun 1785 oleh Colonel French, Charles Augustin de Coulomb. Colonel French menunjukkan adanya gaya antara muatan titik yang satu dengan muatan lainnya.

Muatan titik adalah muatan yang menempati volume pada suatu ruang dan untuk tujuan analisis jika volume itu mempunyai dimensi jauh lebih kecil dari dimensi-dimensi relevan sekelilingnya. Sebagai contoh, kumpulan muatan-muatan listrik pada ujung (kepala) peniti dapat dianggap sebagai muatan titik.

Muatan listrik umumnya diukur dalam coulomb (C). Satu coulomb setara dengan 6x10 elektron; adalah satuan muatan yang sangat besar, sebab satu muatan electron e = 1.6019 x 10-19 C.

Dalam Hukum Coulomb, beberapa prinsip penting yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut:

Adapun bunyi Hukum Coulomb menurut buku Fisika IX untuk Sekolah Menengah Pertama dan MTs Kelas IX, Suryatin (2008: 13), adalah “Gaya tarik atau gaya tolak dua benda yang bermuatan listrik berbanding lurus dengan besar masing-masing muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya”.

Sedangkan untuk rumusnya adalah:

F = k (q1.q2/r2)

Keterangan:

Sejarah dan Penerapan Hukum Coulumb

Ilustrasi Hukum Coulomb, Foto Unsplash/Anoushka Puri

Adapun sejarah Hukum Coulomb menurut laman resmi p2k.stekom.ac.id, adalah sebagai berikut:

Coulomb berasal dari keluarga bangsawan yang berpengaruh hingga pendidikannya terjamin. Coulomb berbakat besar dalam bidang matematika dan belajar teknik untuk menjadi Korps Ahli Teknik Kerajaan.

Setelah bertugas di Martinique selama beberapa tahun, Coulomb kembali ke Paris dan pada tahun 1779 terpilih menjadi anggota Akademi Ilmiah pada tahun 1781. Pada waktu Revolusi Prancis pecah, Coulomb terpaksa meninggalkan Paris tinggal di Blois dengan sahabatnya yang juga ilmuwan, Jean-Charles de Borda (1733-1799).

Coulomb meneruskan berbagai percobaannya dan akhirnya diangkat menjadi inspektur pendidikan pada tahun 1802. Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773) dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda.

Karyanya di bidang listrik dan magnet yang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara tahun 1785 dan 1789. Melakukan percobaan dengan magnet kompas, Coulomb langsung melihat bahwa gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan.

Coulomb membuat kompas dengan jarum tergantung pada benang lembut. Dan Coulomb menarik kesimpulan; besarnya puntiran pada benang haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari medan magnetik bumi. Ini mengawali penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang benda-benda yang sangat ringan. (Geolog Inggris John Michell secara terpisah juga menemukan timbangan puntir pada tahun 1750, tetapi Coulomb gagal menggunakannya untuk mengukur medan daya tarik bumi).

Timbangan puntir tadi membawa Coulomb ke penemuannya yang paling penting. Dengan menggerakkan dua bulatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, Coulomb menunjukkan bahwa kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.

Coulomb mempelajari akibat gesekan pada mesin-mesin dan menampilkan teori tentang pelumasan. Semua ini, bersama pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang Mesin Sederhana pada tahun 1779.

Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai departemen pemerintah, Coulomb terus meneliti elektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah hukum Coulomb, daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang bermuatan listrik adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari jaraknya. Rumus ini sangat mirip dengan hukum gravitasi Newton.

Di Blois, Coulomb meneliti sifat muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa muatan tersebut hanya ada pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga mengikuti hukum kuadrat terbalik seperti daya listrik statis.

Beberapa karyanya ditemukan juga oleh Henry Cavendish tetapi karya Cavendish baru terbit tahun pada tahun 1879. Penemuan Coulomb yang memastikan adanya hubungan antara kelistrikan dan magnetisme kelak dibuktikan oleh Hans Christian Ørsted serta Siméon Poisson. Dan ini menjadi dasar penelitian elektrodinamika oleh Andre-Marie Ampere. Semua karyanya menunjukkan orisinalitas dan penelitian yang teliti serta tekun.

Penerapan Hukum Coulumb

Setelah mengetahui sejarah lengkap hukum Coulomb, penting untuk mengetahui di mana hukum tersebut dapat diterapkan. Berikut adalah beberapa poin dalam penerapan hukum Coulomb.

Contoh Soal Hukum Coulumb

Ilustrasi Hukum Coulomb, Foto Unsplash/Dan Cristian Pădureț

Inilah kumpulan soal tentang Hukum Coulomb yang dapat digunakan sebagai bahan belajar untuk memperdalam materi tersebut.

Demikianlah pembahasan tentang Hukum Coulomb dalam ilmu Fisika lengkap dengan contoh soalnya. Agar lebih memahami materi tersebut, siswa dapat mengerjakan banyak soal latihan. (Adm)

Baca juga: Hukum Newton 1: Pengertian, Bunyi, Rumus, Contoh Soal, dan Penerapannya