Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
60
Benjamin Franklin 1706–1790 adalah fisikawan yang pertama menamai muatan yang diterima batang
kaca yang digosok dengan kain sutra sebagai muatan positif, dan muatan yang diterima batang kaca yang
digosok dengan bulu atau kain wol sebagai muatan negatif.
Jika dua atau lebih muatan yang sama saling didekatkan maka muatan-muatan tersebut akan saling
menolak. Sebaliknya, jika muatan positif didekatkan dengan muatan negatif maka muatan-muatan tersebut
akan tarik-menarik.
Alat untuk menguji suatu benda bermuatan atau tidak adalah elektroskop. Elektroskop memanfaatkan prinsip
tolak-menolak antara muatan yang sejenis dan tarik- menarik antarmuatan yang tidak sejenis. Bagian-bagian
elektroskop ditunjukkan pada gambar 4.2.
Benjamin Franklin 1706–1790
Pada tahun 1747 Benjamin Franklin memulai eksperimen tentang
kelistrikan dengan alat sederhana yang ia terima dari Peter Collinson
ketika dia berada di Inggris.
Hasil percobaannya yang ter- kenal adalah ketika ia mengaitkan
sebatang kunci pada layang- layang pada tahun 1752. Kunci
tersebut menjadi bermuatan akibat tersambar petir. Dari sinilah
teori tentang elektrostatis berkembang.
Sebaiknya Tahu
Gambar 4.3 Benjamin Franklin
Keterangan:
a. kepala elektroskop
b. badan elektroskop
c. kaki elektroskop
d. gelas
a b
d c
B. Hukum Coulomb
Pada uraian di atas dinyatakan bahwa dua muatan sejenis, seperti 2 batas kaca yang sama-sama telah digosok kain wol,
jika didekatkan akan tolak-menolak. Namun seberapa besar gaya tolak-menolak itu? Apakah sama besar gaya tolak-menolaknya,
jika waktu menggosok kain wol diperlama atau dipersingkat?
Besarnya gaya oleh suatu muatan terhadap muatan lain telah dipelajari oleh Charles Augustin Coulomb. Peralatan yang
digunakan pada eksperimennya adalah neraca puntir yang mirip dengan neraca puntir yang digunakan oleh Cavendish pada
percobaan gravitasi. Bedanya, pada neraca puntir Coulomb massa benda digantikan oleh bola kecil bermuatan.
Untuk memperoleh muatan yang bervariasi, Coulomb meng- gunakan cara induksi. Sebagai contoh, mula-mula muatan pada
setiap bola adalah q
o
, besarnya muatan tersebut dapat dikurangi hingga menjadi
1 2
q
o
dengan cara membumikan salah satu bola agar muatan terlepas kemudian kedua bola dikontakkan kembali. Hasil
Gambar 4.4 Neraca puntir yang digunakan oleh Coulomb dalam
eksperimennya
Rep. franklin.teachpol.tcnj.edu
Gambar 4.2. Bagan elektroskop
Sumber: Encharta Library
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
61
eksperimen Coulomb menyangkut gaya yang dilakukan muatan titik terhadap muatan titik lainnya. Hasil eksperimen Coulomb dinyatakan
sebagai hukum Coulomb
dan dirumuskan sebagai berikut. F = k
1 2
2
q q r
. . . 4.1
Keterangan:
F : gaya Coulomb N
q
1
dan q
2
: muatan c r
: jarak m k
: konstanta yang besarnya 9 . 10
9
N.m
2
C
2
k =
SH
1 4
Keterangan:
H
: permisivitas ruang hampa = 8,854 . 10
-12
C
2
N.m
2
Perhatikan gambar 4.5 dan 4.6 di bawah ini
Jika kedua muatan merupakan muatan sejenis maka gaya yang bekerja bersifat tolak-menolak gambar 4.5. Jika kedua muatan
mempunyai tanda yang berlawanan, gaya yang bekerja bersifat tarik- menarik gambar 4.6.
Hukum Coulomb mempunyai kesamaan dengan hukum gravitasi Newton. Persamaannya terletak pada perbandingan kuadrat yang terbalik
