Hukum Coulomb

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

F=k{\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}

Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya ^[1]. Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi ^[2]. Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut ^[3]. Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik ^[4].

Notasi vektor

Dalam notasi vektor, hukum Coloumb dapat dituliskan sebagai

{\vec {F_{12}}}=k\ {\frac {q_{1}q_{2}}{\left|{\vec {r_{1}}}-{\vec {r_{2}}}\right|^{3}}}\ \left({\vec {r_{1}}}-{\vec {r_{2}}}\right)

yang dibaca sebagai gaya yang dialami oleh muatan $q_{1}$ akibat adanya muatan $q_{2}$ . Untuk gaya yang dialami oleh muatan $q_{2}$ akibat adanya muatan $q_{1}$ dituliskan dengan menukarkan indeks $1\leftrightarrow 2$ , atau melalui hukum ketiga Newton dapat dituliskan

{\vec {F_{21}}}=-{\vec {F_{12}}}

hukum Coulomb ditemukan oleh Charles Coulomb seorang ilmuan Prancis (1736-1806). Pada tahun 1785, C. Coulomb menyelidiki hubungan antar besar muatan dan jarak antara muatan dengan besar gaya listrik yang dihasilkan

Sejarah

Budaya kuno di sekitar semenanjung Mediterania telah mengetahui bahwa benda-benda tertentu, seperti batang ambar, ketika digosok dengan bulu kucing dapat menarik benda-benda ringan seperti bulu dan kertas. Thales dari Miletus membuat catatan pertama tentang listrik statis sekitar 600 SM,^[5] ketika ia menyadari bahwa gesekan dapat membuat magnet dari sepotong batang ambar.^[6]^[7]

Pada tahun 1600, ilmuwan Inggris William Gilbert melakukan penelitian yang cermat tentang listrik dan magnet, membedakan efek batu magnet dari listrik statis yang dihasilkan dengan menggosok amber.^[6] Dia menciptakan kata Latin Baru electricus ("dari ambar" atau "seperti ambar", dari ἤλεκτρον [elektron], kata Yunani untuk "ambar") untuk merujuk pada sifat menarik benda-benda kecil setelah digosok.^[8] hal ini memunculkan kata Inggris "electric" dan "electric", yang muncul pertama kali di media cetak dalam Pseudodoxia Epidemica of Thomas Browne tahun 1646.^[9]

Penyelidik awal abad ke-18 menduga bahwa gaya listrik berkurang seiring jarak dipengaruhi gaya gravitasi (yaitu, sebagai kuadrat terbalik dari jarak) diantara penyelidik tersebut termasuk Daniel Bernoulli^[10] dan Alessandro Volta, keduanya mengukur gaya antar pelat dari sebuah kapasitor, juga Franz Aepinus yang menganggap hukum kuadrat terbalik pada tahun 1758.^[11]

Berdasarkan eksperimen dengan bola bermuatan listrik, Joseph Priestley dari Inggris adalah di antara orang pertama yang mengusulkan bahwa gaya listrik mengikuti hukum kuadrat terbalik, mirip dengan hukum gravitasi universal Newton. Namun, dia tidak menggeneralisasi atau menguraikan hal ini.^[12] Pada tahun 1767, ia menduga bahwa gaya antar muatan bervariasi sebagai kuadrat terbalik dari jarak.^[13]^[14]

Catatan

^ Andrew Duffy, Electric charge and Coulomb's law, Physics lecture demonstrations at Boston University, PY106/Charge.html, 7-6-99, 13:49:00 28.06.1999.
^ Tom Henderson, Lesson 3: Electric Force, The Physics Classroom, estatics/u8l3b.html, 20:11:49 18.11.2004.
^ Para pengajar FI-112, Gaya Elektrostatik, Departemen Fisika FMIPA ITB, courses/fi112/Diktat/Gaya_Elektrostatik, 08:18:14 23.01.2005.
^ R. Nave, Coulomb's Law: Like charges repel, unlike charges attract, HyperPhysics, electric/elefor.html, 23:10:07 28.06.2005.
^ Cork, C.R. (2015). Electronic Textiles (dalam bahasa Inggris). Elsevier. hlm. 3–20. doi:10.1016/b978-0-08-100201-8.00002-3. ISBN 978-0-08-100201-8.
^ ^a ^b Stewart, Joseph V. (2001). Intermediate electromagnetic theory. Singapore: World Scientific. ISBN 981-02-4470-3. OCLC 47127179.
^ Electrical stimulation and the relief of pain. Simpson, Brian A. (edisi ke-1st ed). Amsterdam: Elsevier. 2003. ISBN 978-0-444-51258-1. OCLC 52396399. Pemeliharaan CS1: Teks tambahan (link)
^ Baigrie, Brian S. (Brian Scott) (2007). Electricity and magnetism : a historical perspective. Westport, Conn.: Greenwood Press. ISBN 0-313-33358-0. OCLC 71164020.
^ Chalmers, Gordon Keith (1937-01). "The Lodestone and the Understanding of Matter in Seventeenth Century England". Philosophy of Science (dalam bahasa Inggris). 4 (1): 75–95. doi:10.1086/286445. ISSN 0031-8248.
^ Socin, Abel (1760). Acta Helvetica Physico-Mathematico-Anatomico-Botanico-Medica (in latin). 4. Basileaee. pp. 224-25.
^ Heilbron, J. L. (1999). Electricity in the 17th and 18th centuries : a study of early modern physics. Mineola, N.Y.: Dover. ISBN 0-486-40688-1. OCLC 40856804.
^ Schofield, Robert E. (1997). The enlightenment of Joseph Priestley : a study of his life and work from 1733 to 1773. University Park, Pa.: Pennsylvania State University Press. ISBN 0-271-01662-0. OCLC 36170553.
^ Priestley, Joseph (2009). The History and Present State of Electricity. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-86630-9.
^ Elliott, Robert Stratman, 1921- (1993). Electromagnetics : history, theory, and applications. IEEE Antennas and Propagation Society. Piscataway, NJ: IEEE Press. ISBN 978-0-470-54452-5. OCLC 557444976.

[1] Andrew Duffy, Electric charge and Coulomb's law, Physics lecture demonstrations at Boston University, PY106/Charge.html, 7-6-99, 13:49:00 28.06.1999.

[2] Tom Henderson, Lesson 3: Electric Force, The Physics Classroom, estatics/u8l3b.html, 20:11:49 18.11.2004.

[3] Para pengajar FI-112, Gaya Elektrostatik, Departemen Fisika FMIPA ITB, courses/fi112/Diktat/Gaya_Elektrostatik, 08:18:14 23.01.2005.

[4] R. Nave, Coulomb's Law: Like charges repel, unlike charges attract, HyperPhysics, electric/elefor.html, 23:10:07 28.06.2005.

[5] Cork, C.R. (2015). Electronic Textiles (dalam bahasa Inggris). Elsevier. hlm. 3–20. doi:10.1016/b978-0-08-100201-8.00002-3. ISBN 978-0-08-100201-8.

[:0-6] Stewart, Joseph V. (2001). Intermediate electromagnetic theory. Singapore: World Scientific. ISBN 981-02-4470-3. OCLC 47127179.

[7] Electrical stimulation and the relief of pain. Simpson, Brian A. (edisi ke-1st ed). Amsterdam: Elsevier. 2003. ISBN 978-0-444-51258-1. OCLC 52396399. Pemeliharaan CS1: Teks tambahan (link)

[8] Baigrie, Brian S. (Brian Scott) (2007). Electricity and magnetism : a historical perspective. Westport, Conn.: Greenwood Press. ISBN 0-313-33358-0. OCLC 71164020.

[9] Chalmers, Gordon Keith (1937-01). "The Lodestone and the Understanding of Matter in Seventeenth Century England". Philosophy of Science (dalam bahasa Inggris). 4 (1): 75–95. doi:10.1086/286445. ISSN 0031-8248.

[10] Socin, Abel (1760). Acta Helvetica Physico-Mathematico-Anatomico-Botanico-Medica (in latin). 4. Basileaee. pp. 224-25.

[11] Heilbron, J. L. (1999). Electricity in the 17th and 18th centuries : a study of early modern physics. Mineola, N.Y.: Dover. ISBN 0-486-40688-1. OCLC 40856804.

[12] Schofield, Robert E. (1997). The enlightenment of Joseph Priestley : a study of his life and work from 1733 to 1773. University Park, Pa.: Pennsylvania State University Press. ISBN 0-271-01662-0. OCLC 36170553.

[13] Priestley, Joseph (2009). The History and Present State of Electricity. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-86630-9.

[14] Elliott, Robert Stratman, 1921- (1993). Electromagnetics : history, theory, and applications. IEEE Antennas and Propagation Society. Piscataway, NJ: IEEE Press. ISBN 978-0-470-54452-5. OCLC 557444976.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]