Kapan gaya tolak menolak terjadi dan kapan gaya tarik menarik terjadi?

Pernahkah kalian melakukan percobaan dengan menggosokan penggaris plastik pada rambut yang kering lalu didekatkan pada sobekan kertas kecil. Jika ya, kalian pasti akan melihat kertas tersebut akan menempel pada penggaris. Kok bisa? Hal ini dikarenakan penggaris yang digosokan pada rambut akan memiliki muatan listrik yang menyebabkan sobekan kertas tertarik ke penggaris. Dan ini berkaitan dengan sebuah hukum fisika yang dipanggil hukum Coulomb.

Muatan listrik ini terbagi menjadi dua, yakni muatan listrik positif dan muatan listrik negatif. Dua muatan listrik yang saling berdekatan akan mengalami interaksi. Interaksi tersebut bisa berupa saling tarik menarik jika muatan tidak sejenis dan tolak menolak jika muatannya sejenis. Peristiwa tarik menarik atau tolak menolak antara dua muatan disebabkan oleh adanya hukum coulomb.

Hukum coulomb adalah aturan yang menjelaskan tentang hubungan antara gaya listrik dan besar masing-masing muatan listrik. Dimana, hukum ini menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan pada jarak tertentu dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

(Baca juga: Mengenal 4 Macam Hukum Gas)

Hukum coulomb ini ditemukan oleh seorang fisikawan yang berasal dari Perancis yaitu Charles Coulomb yang mengatakan bahwa gaya listrik merupakan tarikan atau tolakan. Pada teorinya, ia menyebutkan bahwa gaya antara muatan bekerja pada garis yang menghubungkan keduanya dengan besaran yang berbanding lurus dengan muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah keduanya.

Adapun persamaan hukum coulomb dapat dituliskan sebagai berikut :

F  = Gaya Coulomb (N)

k  = Konstanta Coulomb (Nm2/C2)

q1= muatan listrik 1 (C)

q2= muatan listrik 2 (C)

r   = Jarak antar kedua muatan listrik

Dari persamaan hukum coulomb tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai konstanta coulomb, k akan bergantung pada satuan yang dipilih. Disamping itu, satuan SI muatan adalah Coulomb (C), dan konstanta coulomb k, dalam system SI memiliki satuan.

Semakin jauh jarak antar muatan mengakibatkan gaya listrik atau gaya coulomb semakin kecil, begitu pula sebaliknya semakin dekat jarak antar muatan mengakibatkan gaya listrik atau gaya coulomb semakin besar.

Jakarta -

Charles Agustin de Coulomb, seorang fisikawan Prancis, melakukan penyelidikan pada besaran gaya interaksi dua muatan listrik. Penyelidikan ini mengantarkan coulomb menuju penemuannya yaitu hukum Coulomb.

Hukum Coulomb adalah ketetapan yang menjelaskan gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik. Apabila dua muatan yang berdekatan jenis muatannya sama, maka gaya berupa tolak-menolak. Sebaliknya, dua muatan yang berdekatan jenis muatannya tak sama, akan menghasilkan gaya tarik-menarik.

Besar gaya Coulomb bergantung pada besar masing - masing muatan (q1 dan q2) dan kuadrat jarak antara dua muatan (r^2).

Notasi hukum Coulomb dapat dirumuskan sebagai berikut:

fisika Foto: sumber belajar Kemendikbud

Fc: Gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik dalam satuan newton (N)

Q1: Besar muatan pertama dalam satuan coulomb (C)

Q2: Besar muatan kedua dalam satuan coulomb ©

r: Jarak antara dua benda bermuatan dalam satuan meter (m)

k: Konstanta pembanding besar nya 9 x 10^9 Nm^2/C^2

Contoh soal hukum Coulomb

1. Dua buah muatan titik masing-masing +2 C dan -5 C terpisah 10 cm satu sama lain. Tentukanlah gaya tarik-menarik kedua muatan tersebut! Jawaban:Diketahui: q1 = + 2 Cq2 = -5 Cr = 10 cmDitanya: F = . . . ?

Jawab:

Fisika. Foto: sumber belajar Kemendikbud

2. Dua muatan listrik P dan Q yang terpisah 10 cm mengalami gaya tarik menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P (1 µC = 10-6 C dan k = 9 x 109 Nm2.C-2), maka gaya listrik yang terjadi adalah
Penyelesaian:

Jawaban:Diketahui :rPQ = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10-1 mF = 8 NqQ = 40 µC = 40 x 10-6

k = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya: F (jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P)

Jawab :

Hitunglah muatan listrik P terlebih dahulu. Setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik Q digeser 5 cm menuju muatan P.

Muatan listrik P :qP = F r2 / k (qQ)qP = (8)(1 x 10-1)2 / (9 x 109)(40 x 10-6)qP = (8)(1 x 10-2) / 360 x 103qP = (8 x 10-2) / (36 x 104)qP = (1 x 10-2) / (4,5 x 104)

qP = (1/4,5) x 10-6 Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik P dan Q:

Jika muatan di Q digeser ke kiri 5 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 5 cm = 0,05 meter = 5 x 10-2 meter

F = k (qP)(qQ) / r2F = (9 x 109)( (1/4,5) x 10-6)(40 x 10-6) / (5 x 10-2)2F = (2 x 103)(40 x 10-6) / (25 x 10-4)F = (80 x 10-3) / (25 x 10-4)F = 3,2 x 101

F = 32 Newton

Itulah penjelasan hukum Coulomb dan contoh soalnya. Mudah bukan?

Simak Video "Konsep Multiverse di Film Dr Strange dalam Teori Fisika"

Pernah dengar dengan istilah hukum yang dimaksud di atas? Pasti lah!, itu adalah mata pelajaran fisika untuk anak kelas 9. Seperti tebakan Anda sebelumnya bahwa materi pada pelajaran hukum coulomb itu berhubungan dengan kelistrikan. Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan listrik maka akan timbul gaya di antara keduanya. Bisa jadi tarik menarik atau tolak menolak.

Defenisi tepatnya adalah dua muatan listrik sejenis tolak menolak dan dua muatan listrik tak sejenis tarik-menarik. Ini berarti antara dua muatan listrik timbul gaya listrik (tolak-menolak atau tarik-menarik). Hubungan gaya tarik atau gaya tolak antara dua bola bermuatan dengan jarak antara kedua muatan diselidiki oleh seorang ahli fisika bangsa Prancis bernama Charles Coulomb pada tahun 1785.

Hukum Coulomb itu mengingatkan pada cara kerja pikiran kita akan ketertarikan pada seseorang atau sesuatu. Sebelum membahasnya, coba diingat masa kita berada di bangku sekolah dasar dulu. Sambil bercanda, kita ambil sebatang penggaris dan menggosokannya berulang kali di rambut pada kepala kita. Setelah, kita siapkan robekkan kertas kecil-kecil di atas meja. Saat penggaris kita dekatkan, kertas tadi menempel pada penggaris. Artinya telah terjadi gaya tarik menarik karena muatan energi listrik yang berbeda.

Anda mungkin pernah bertanya-tanya dalam hati, kenapa barang elektronik seperti televisi, tape recorder, kipas angin, kulkas di rumah selalu penuh dengan debu. Tentu saja, karena barang-barang itu mengandung energi listrik sehingga menarik banyak partikel debu di sekitarnya. Prinsipnya sama, jika muatannya listriknya sama, pasti akan tolak menolak dan sebaliknya bila muatan listriknya berbeda, akan terjadi saling tarik menarik.

Nah, selanjutnya, apa hubungannya dengan energi listrik di otak dalam tanda kutip ‘pikiran’ kita? Apakah hukum coulomb itu juga berlaku pada aspek kehidupan ini? Bisa jadi juga demikian meskipun tidak disadari secara langsung. Terkadang kita tidak menyukai seseorang tanpa alasan yang padahal orang tersebut baik, ramah, kaya dan berilmu. Jangan-jangan hukum coulomb juga ada di kelistrikkan otak kita, tuh?!

Saya juga memperhatikan hal lainnya lagi. Kenapa video, artikel ilmiah, materi pelajaran, rangkuman dan lainnya yang kita bagikan, tidak menarik minat anak didik kita untuk mengaksesnya.Tidak percaya? Hal itu mudah diketahui. Coba saja, materi pelajaran Anda masukkan ke link Youtube, kemudian bagikan pada anak didik kita. Apa yang terjadi? Katakanlah, punya murid 400 anak, pasti video Anda tidak akan dilihat lebih dari 75 anak (dari jumlah data viewers di bawah video). Apalagi mengharapkan mendapatkan ‘Like’ dari mereka.

Kita tahu bahwa materi dalam video yang kita unggah itu pasti lah bersifat positif dan mendidik anak untuk penguasaan materi pelajaran, namun mereka enggan menerima atau meng-klik-nya. Bisa jadi, materi itu bersifat energi positif dan pikiran anak positif juga, namun tertolak kan?

Coba bandingkan apabila materi video yang kita unggah bersifat negatif. Misalnya materi perselingkuhan, pemerkosaan, materi berbau video porno yang bersifat fetish, materi mistis tentang hantu dan lainnya. Tunggu saja, belum ada 1 jam, jumlah viewers pada video Anda akan ribuan. Aneh kan? Padahal mereka tidak mendapatkan pengetahuan melainkan hanya kepuasan dalam pikiran para viewers.

Materi yang bersifat negatif, tapi mampu menarik energi positif murni pada anak didik dan tertanam secara subconscious (bawah sadar) dalam otak mereka yang dalam hal ini ‘pikirannya’ sehingga menggerakkan jarinya menekan tombol akses untuk mengetahuinya. Ini sangat berbahaya bagi anak didik kita bila terjadi secara terus menerus dalam proses kehidupan mereka sehari-hari.

Menjaga energi positif murni otak anak didik kita agar tetap pada jalurnya dan selalu tertarik pada semua energi keilmuan positif lain yang bermanfaat bagi kehidupannya kelak. Ketertarikan peningkatan ilmu mereka harus selalu diingatkan, diarahkan dan dijaga terus menerus demi masa depannya.

Sungguh tugas yang berat sekali menjadi sosok guru di era milenial ini untuk melawan kebalikan dari hukum coloumb pada muatan energi listrik positif di otak anak didik kita untuk selalu tertarik pada hal yang positif pula.

Bagaimana pendapat Anda?

Salam