Prinsip dasar dari Elektrostatika melibatkan gaya tarik-menarik atau tolakan antara dua muatan listrik. Gaya ini, dikenal sebagai Gaya Coulomb, dinamai setelah fisikawan Perancis Charles-Augustin de Coulomb yang pertama kali menyatakan hukum dalam bentuk operasional pada akhir abad ke-18.
Gaya Coulomb didefinisikan oleh rumus berikut:
F = k * |q1 * q2| / r²
Di mana:
- F adalah Gaya Coulomb,
- k adalah konstanta Coulomb (~8.99 x 10^9 N.m².C^-2),
- q1 dan q2 adalah dua buah muatan yang dipisahkan,
- r adalah jarak antara dua muatan.
Sebelumnya diberikan bahwa ada dua buah muatan, q, yang awalnya terpisah sejauh r memiliki Gaya Coulomb sebesar F. Pertanyaannya adalah, bagaimana dengan besar gaya Coulomb jika jarak antara kedua muatan tersebut diubah menjadi dua kali jarak semula?
Misalkan kita ubah jarak tersebut menjadi 2r. Substitusi ini ke dalam rumus gaya Coulomb membuat kita memiliki:
F’ = k * |q * q| / (2r)²
= k * q² / 4r²
Dengan kata lain, gaya Coulomb baru ini adalah seperempat dari gaya Coulomb asli (F). Jadi, jika jarak antara dua muatan diperbesar dua kali, gaya Coulomb yang dialami muatan tersebut menjadi seperempat dari besar gaya Coulomb mula-mula. Hal ini sesuai dengan asas invers kuadrat dalam fisika, di mana gaya antara dua benda berubah sebanding dengan kuadrat jarak invers antara mereka.
Melalui prinsip ini, kita mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang bagaimana gaya Coulomb berubah dengan perubahan jarak antara dua buah muatan. Hal ini memberikan pemahaman mendalam tentang konsep-konsep dasar dalam elektrostatika dan bagaimana hal tersebut memengaruhi fenomena sehari-hari.
Jadi, jawabannya apa? Jika jarak antara dua buah muatan yang mula-mula sejauh r diubah menjadi dua kali lipat, maka besar gaya Coulomb yang dialami menjadi seperempat dari besar gaya Coulomb semula. Dengan kata lain, gaya tersebut berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.
