118
Mari BIAS 3
Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antarmuatan dapat terjadi pada benda yang sama, misalnya dua batang kaca. Jika
kedua batang kaca digosok dengan kain sutra dan didekatkan, akan tolak-menolak, karena kedua benda bermuatan sejenis. Hal yang
sama dapat terjadi pada dua penggaris plastik yang digosok dengan kain wol.
D. HUKUM COULOMB
Charles Augustin de Coulomb, seorang fisikawan berkebang- saan Perancis, pada tahun 1785 pertama kali yang meneliti hubungan
gaya listrik dengan dua muatan dan jarak antara keduanya dengan menggunakan sebuah neraca puntir. Untuk mengenang jasa Charles
A. de Coulomb, namanya digunakan untuk satuan internasional muatan listrik, yaitu coulomb C.
Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antara dua muatan listrik disebut gaya Coulomb F
c
. Apabila dua muatan yang berdekatan jenis muatannya sama, maka gaya Coulombnya berupa
gaya tolak-menolak. Sebaliknya, dua muatan yang berdekatan jenis muatannya tak senama, maka gaya Coulombnya berupa gaya tarik-
menarik. Besar gaya Coulomb bergantung pada:
a. besar masing-masing muatan Q
1
dan Q
2
, b. kuadrat jarak antara dua muatan r
2
.
Tujuan belajarmu adalah dapat:
menjelaskan secara kualitatif hubungan
antara besar gaya listrik, besar muatan
listrik, dan jarak antara muatan listrik.
Tujuan Pembelajaran
1. Apakah yang terjadi apabila batang plastik dan batang ebonit yang digosok
dengan kain bulu saling berdekatan? 2. Apakah yang terjadi apabila batang ka-
ret keras dan batang kaca yang digo- sok dengan kain sutra saling berdekat-
an?
3. Apakah yang terjadi apabila batang plastik dan batang kaca yang digosok
dengan kain bulu saling berdekatan? 4. Penggaris plastik bermuatan listrik me-
nolak batang ebonit yang digosok de- ngan kain wol dan menarik batang kaca
yang digosok dengan kain sutra. a. Apakah jenis muatan listrik peng-
garis plastik? b. Apakah jenis muatan batang ebonit?
c . Apakah jenis muatan batang kaca? d. Apakah yang terjadi jika batang
ebonit berdekatan dengan batang kaca?
S Gambar 7.7 Batang ebonit dan
sisir plastik akan saling menolak Benang
Ebonit
Sisir plastik Tolakan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Listrik Statis
119
Hukum Coulomb berbunyi: besar gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik antara dua benda bermuatan listrik, ber-
banding lurus dengan besar masing-masing muatan listrik dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda
bermuatan.
Secara matematik Hukum Coulomb dirumuskan:
1 2
2
× =
c
Q Q
F k
r Dengan:
F
c
= gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik dalam satuan newton N
Q
1
= besar muatan pertama dalam satuan coulomb C Q
2
= besar muatan kedua dalam satuan coulomb C r
= jarak antara dua benda bermuatan dalam satuan meter m k
= konstanta pembanding besarnya 9 ×
10
9
Nm
2
C
2
1. Dua muatan sejenis besarnya + 2
× 10
-6
C dan + 6
× 10
-4
C. Jika jarak kedua muatan
6 cm, berapakah gaya Coulomb yang dialami
kedua muatan?
Penyelesaian
Diketahui: Q
1
= 2 ×
10
-6
C Q
2
= 6 ×
10
-4
C r
= 6 cm = 6 ×
10
-2
m Ditanya: F
C
Jawab: F
C
=
1 2
2
× Q
Q k
r F
C
=
6 4
9 2 2
2 10 6 10
9 10 6 10
− −
−
× × ×
× ×
=
9 6
4 4
9 10 2 10
6 10 36 10
− −
−
× × ×
× × ×
=
3
3 10 N ×
S Gambar 7.9 Arah gaya Cou-
lomb dua muatan listrik yang tak sejenis.
S Gambar 7.8 Arah gaya Cou-
lomb dua muatan listrik yang sejenis.
F
c
F
c
F
c
F
c
r F
c
F
c
r
2. Dua buah muatan besarnya Q
1
dan Q
2
berada pada jarak r memiliki gaya Cou-
lomb sebesar F
C
. Berapakah besar gaya
Coulomb, jika: a. muatan pertama
diperbesar 6 kali, b. jarak kedua muatan
diperbesar 4 kali.
Penyelesaian
Pada kondisi awal Q
1
, Q
2
, r dan F
C
berlaku
1 2
2
× =
C
Q Q
F k
r a.
Pada kondisi muatan diperbesar: Q
1
= 6Q
1
menyebabkan gaya Coulomb berubah menjadi ′
F berlaku
1 2
2 1
2 2
6 ×
′ = ×
′ = Q
Q F
k r
Q Q
F k
r
1 2
2
6 6
× ′ =
′ =
C
Q Q
F k
r F
F
Di unduh dari : Bukupaket.com
120
Mari BIAS 3
b. Pada kondisi jarak diperbesar r
′ = 4r, menyebabkan
gaya Coulomb berubah menjadi F
′ berlaku
1 2
2 1
2 2
1 2
2 1
2 2
4 16
1 16
1 16
× ′ =
′ ×
′ = ×
′ = ×
′ = ′ =
C
Q Q
F k
r Q
Q F
k r
Q Q
F k
r Q
Q F
k r
F F
D. PENERAPAN LISTRIK STATIS
