Pengertian, Rumus Dan Pola Soal Aturan Coulomb

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

Dalam pembahasan sebelumnya, kita sudah membicarakan tentang korelasi antara medan listrik dengan aturan coulomb, dimana bimbingan lengkapnya sanggup anda peroleh pada : Contoh Soal Hubungan Medan Listrik Dan Hukum Coulomb

Pengertian dan Rumus Hukum Coulomb

Seperti yang kita pahami bahwa muatan listrik sanggup mengandung muatan positif dan muatan negatif. Muatan-muatan tersebut sanggup memicu hadirnya sebuah gaya baik gaya tarik menawan atau gaya tolak menolak.

Gaya-gaya tersebut diterangkan dalam Hukum Coulomb. Seorang fisikawan asal Perancis-lah yang berjulukan Charles Augustin de Coulomb yang menerangkan rancangan dari Hukum Coulomb tersebut.

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

Dengan demikian kita sanggup menyimpulkan bawah Hukum Coulomb merupakan :

Hukum yang menerangkan korelasi antara gaya yang muncul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu yang sanggup memicu gaya tarik menawan atau gaya tolak menolak.

Rumus Hukum Coulomb

Secara matematis, persamaan Hukum Coulomb sanggup dituliskan selaku berikut :

F = k

q₁ . q₂ / r²

Keterangan

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

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

Jika makin besar muatan benda yang jaraknya tetap sama maka gaya tarik menawan maupun gaya tolak menolaknya makin kuat.
Jiika jaraknya makin jauh dan muatan kedua benda sama maka gaya tarik menawan maupun gaya tolak menolaknya akan makin lemah.
Gaya tarik menawan 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 seumpama 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 memiliki 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 merupakan 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 merupakan timbulnya gaya tarik menawan akhir muatan yang tidak sejeneis.

Gaya yang dihasilkan dari kedua muatan tersebut merupakan :
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 merupakan :
F₁ = F
F = k

q₁ . q₂ / r₁²

Setelah jarak didekatkan menjadi

1 / 4

kali semula, gaya tolak menolaknya merupakan :
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 memiliki besar yang serupa yakni 6 μC. Jika gaya coulomb yang terjadi antara dua muatan tadi merupakan 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 merupakan 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 apabila 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