Pengertian, Rumus Dan Teladan Soal Aturan Coulomb

Materi fisika kali ini akan mempelajari topik perihal aturan coulomb, dimana kita akan mengdiskusikan perihal apa itu aturan coulomb dan persamaan rumus aturan coulomb. Kemudian dilanjuti dengan latihan soal yang disertai dengan pembahasannya.

Dalam pembahasan sebelumnya, kita telah membicarakan perihal korelasi antara medan listrik dengan aturan coulomb, dimana tutorial lengkapnya sanggup anda temukan pada : Contoh Soal Hubungan Medan Listrik Dan Hukum Coulomb

Pengertian dan Rumus Hukum Coulomb

Seperti yang kita ketahui bahwa muatan listrik sanggup mengandung muatan positif dan muatan negatif. Muatan-muatan tersebut sanggup menyebabkan munculnya suatu gaya baik gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak.

Gaya-gaya tersebut dijelaskan dalam Hukum Coulomb. Seorang fisikawan asal Perancis-lah yang berjulukan Charles Augustin de Coulomb yang menjelaskan konsep dari Hukum Coulomb tersebut.

Hukum Coulomb intinya menyatakan bahwa interaksi muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan yang berlainan jenis akan tarik-menarik.

Dengan demikian kita sanggup menyimpulkan bawah Hukum Coulomb yaitu :

Hukum yang menjelaskan korelasi antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu yang sanggup menyebabkan gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak.

Rumus Hukum Coulomb

Secara matematis, persamaan Hukum Coulomb sanggup dituliskan sebagai berikut :

F = k

q₁ . q₂ / r²

Keterangan

F yaitu gaya tarik menarik atau tolak menolak (N)
k yaitu konstanta pembanding yang nilainya 9x10⁹ Nm²/C²
q₁ yaitu muatan pertama (C)
q₂ yaitu muatan kedua (C)
r yaitu jarak antar muatan (m)

Berikut ini yaitu beberapa poin dari penting dari rumus aturan Coulomb di atas:

Jika semakin besar muatan benda yang jaraknya tetap sama maka gaya tarik menarik maupun gaya tolak menolaknya semakin kuat.
Jiika jaraknya semakin jauh dan muatan kedua benda sama maka gaya tarik menarik maupun gaya tolak menolaknya akan semakin lemah.
Gaya tarik menarik ataupun gaya tolak menolak dipengaruhi oleh besarnya muatan dan jarak antar muatan.
Muatan yang jenisnya sama akan tolak menolak dan muatan yang tidak sejenis akan tarik menarik. Kaprikornus kasusnya menyerupai pada kutub magnek. Kalau kutub utara magnet berdekatan dengan kutub selatan magnet maka akan tarik menarik. Sedangkan kutub utara magnet berdekatan dengan kutub utara magnet akan tolak menolak.

Contoh Soal Hukum Coulomb

Soal No.1

Terdapat dua benda yang mempunyai muatan listrik sejenis, dimana q₁ = 5 x 10^-4 C dan q₂ = 5 x 10^-4 C yang terpisahkan dengan jarak 5 cm. Hitunglah besarnya gaya coulomb di antara dua muatan tersebut. (k = 9x10⁹ Nm²/C² )

Pembahasan

q₁ = 5 x 10^-4 C
q₂ = 5 x 10^-4 C
k = 9 x1 0⁹ Nm²/C²
r = 5 cm = 5 x 10^-2 m

F = k

q₁ . q₂ / r²

F = 9 x 10⁹

5 x 10^-4 . 5 x 10^-4 / (5 x 10^-2)²

F = 9 x 10⁹

25 x 10^-8 / 25 x 10^-4

F = 9 x1 0⁵ N

Jadi, gaya tolak menolak kedua muatan sejenis tersebut yaitu F = 9 x 10⁵ N

Soal No.2

Diketahui dua muatan yang saling berdekatan dengan jarak 40 cm. Muatan –q₁ = 2 µC dan +q₂ = 8 µC. Apa yang terjadi pada kedua muatan tersebut dan hitunglah gayanya ?

Pembahasan

–q₁ = 2 µC = 2 x 10^-6
+q₂ = 8 µC = 8 x 10^-6
k = 9 x 10⁹ Nm²/C²
r = 40 cm = 40 x 10^-2 m = 4 x 10^-1 m

Yang terjadi pada kedua muatan tersebut yaitu timbulnya gaya tarik menarik tanggapan muatan yang tidak sejeneis.

Gaya yang dihasilkan dari kedua muatan tersebut yaitu :
F = k

q₁ . q₂ / r²

F = 9 x 10⁹

2 x 10^-6 . 8 x 10^-6 / (4 x 10^-1)²

F = 9 x 10⁹

16 x 10^-12 / 16 x 10^-2

F = 9 x 10⁹ . 10^-10
F = 9 x 10^-1
F = 0,9 N

Soal No.3

Dua buah benda bermuatan listrik sejenis, tolak menolak dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi

1 / 4

kali semula, maka gaya tolak menolak antara kedua muatan tersebut menjadi ....?
A. 16F
B. 21F
C. 12F
D. 11F
E. 14F

Pembahasan

F₁ = F
r₂ =

1 / 4

r₁

Sebelum jarak didekatkan, gaya tolak menolaknya yaitu :
F₁ = F
F = k

q₁ . q₂ / r₁²

Setelah jarak didekatkan menjadi

1 / 4

kali semula, gaya tolak menolaknya yaitu :
F₂ = k

q₁ . q₂ / r₂²

F₂ = k

q₁ . q₂ / (1/4 r₁)²

F₂ = k

q₁ . q₂ / 1/16 r₁²

F₂ = 16k

q₁ . q₂ / r₁²

F₂ = 16F₁

Jawab : A

Soal No.4

Dua buah muatan listrik mempunyai besar yang sama yaitu 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi yaitu 1,6 N. Hitunglah jarak pisah kedua muatan tersebut ?

Pembahasan

q₁ = 6 µC = 6 x 10^-6 C
q₂ = 6 µC = 6 x 10^-6 C
k = 9 x 10⁹ Nm²/C²

F = k

q₁ . q₂ / r²

1,6 = 9 x 10⁹

6 x 10^-6 . 6 x 10^-6 / r²

r² = 9 x 10⁹

6 x 10^-6 . 6 x 10^-6 / 1,6

r² =

9 x 36 x 10^-3 / 1,6

r² =

9 x 36 x 10^-2 / 16

r = √ 9 x 36 x 10^-2 16 =

3 x 6 x 10^-1 / 4

r = 4,5 x 10^-1 m = 45 cm
Jarak kedua muatan dalam centimeter yaitu 45 cm

Soal No.5 (Ebtanas 2003)

Kaca yang digosokkan kain sutera akan bermuatan positif. Hal ini terjadi karena...
A. elektron berpindah dari kain sutera ke beling
B. elektron berpindah dari beling ke kain sutera
C. proton berpindah dari kain sutera ke beling
D. proton berpindah dari beling ke kain sutera

Pembahasan

Muatan beling positif sebab elektron dari beling berpindah ke kain sutera.

Jawab : B

Soal No.6 (Ebtanas 1991)

Sepotong kayu hitam akan bermuatan listrik negatif jikalau digosok dengan wol, karena...
A. muatan positif dari kayu hitam pindah ke wol
B. elektron dari wol pindah ke kayu hitam
C. muatan positif dari wol pindah ke kayu hitam
D. elektron dari kayu hitam pindah ke wol

Pembahasan

Ebonit menjadi negatif sebab elektron dari kain wol pindah ke ebonit.

Jawab : B