Kita sudah tahu,
bahwa dua muatan yang sejenis akan tarik-menarik dan dua muatan yang
tidak sejenis akan tolak-menolak. Ketika sudah kelas IX SMP,
pengetahuan itu belum cukup. Kita juga harus tahu berapa besar gaya
tarik-menariknya dan berapa gaya tolak-menolaknya.
Charles
Augustin de Coulomb, menemukan hubungan antara gaya listrik dengan
besar muatan-muatan dan jarak antara kedua muatan tersebut. Hubungan
ini disebut sebagai Hukum Coulomb.
“Besarnya
gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan
masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua
muatan”.
Gaya tarik-menarik atau tolak menolak ini disebut dengan gaya Coulomb atau gaya listrik.
Sekarang mari kita kupas hukum Coulomb ini dengan seksama :
a. Besarnya gaya tarik menarik atau tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing
Contoh :
Dua
muatan masing-masing + 2Q dan + Q terpisah sejauh d mengalami gaya
listrik sebesar F. Berapa besar gayanya jika muatan masing-masing
menjadi +3Q dan +4Q?
Penyelesaian
Dari soal di atas dapat dibuat diagram sebagai berikut.
Karena besarnya gaya Coulomb F sebanding dengan muatan-muatannya maka dapat dituliskan
Perhatikan diagram berikut.
Nampak bahwa, ketika muatan-muatannya menjadi lebih besar maka besar gaya Coulomb-nya juga lebih besar.
b. Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik kuadrat jarak kedua muatan
Ketika
dua buah muatan terpisah makin jauh, tentunya pengaruh keduanya akan
semakin kecil. Lebih kecilnya, bukan sekedar berbanding terbalik tetapi
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya.
Contoh :
Dua
muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya
Coulomb sebesar F. Berapa gaya tolak-menolaknya, ketika jarak
muatan-muatannya menjadi 2d?
Penyelesaian
Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan, sehingga besar gaya Couomb F’ nya menjadi :
Jadi,
ketika jarak kedua muatan menjadi 2 kali lebih besar, maka gaya
Coulombnya ¼ kali gaya semula, ketika jaraknya menjadi 3 kali, maka
gaya Coulombnya menjadi 1/9 kali gaya semula dan seterusnya.