Gaya Coulomb memainkan peran sentral dalam fisika dan ditemukan dalam banyak fenomena alam, seperti perilaku atom atau interaksi antara planet dan matahari. Gaya ini dikendalikan oleh hukum Coulomb, yang menyatakan bahwa gaya antara dua muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antaranya. Mari kita jelajahi lebih lanjut mengenai konsep ini dengan membahas dua buah muatan q yang terpisah sejauh r memiliki gaya Coulomb sebesar F jika jarak kedua muatan diubah.
Hukum Coulomb dinyatakan dalam formula berikut:
F = k * q1 * q2 / r^2
di mana:
- F adalah gaya Coulomb yang dialami oleh dua buah muatan,
- k adalah konstanta Coulomb (k ≈ 9 x 10^9 N m^2/C^2),
- q1 dan q2 adalah muatan-muatan yang mempengaruhi gaya, dan
- r adalah jarak antara dua muatan tersebut.
Sebagai contoh, kita miliki dua buah muatan q (dengan q1 = q2 = q) yang semula terpisah sejauh r dan menghasilkan gaya Coulomb F. Jika jarak r diubah, misalnya menjadi r’, maka gaya Coulomb yang baru, F’, bisa dihitung dengan rumus yang sama:
F’ = k * q1 * q2 / r’^2
Jika kita membandingkan gaya Coulomb sebelum dan sesudah perubahan jarak, kita bisa mendapatkan hubungan matematis antara F, F’, r, dan r’. Karena k, q1, dan q2 adalah konstan, kita mendapatkan:
F / F’ = r’^2 / r^2
Dengan demikian, kita bisa melihat bahwa gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua muatan. Jadi, jika kita mencoba menggandakan jarak (r’ = 2r), gaya Coulomb akan menjadi seperempat dari sebelumnya. Sebaliknya, jika kita membagi dua jarak (r’ = r/2), gaya Coulomb akan menjadi empat kali lebih besar dari sebelumnya.
Jadi, jawabannya apa? Jawabannya adalah gaya Coulomb tergantung kuadrat invers dari jarak antara dua muatan yang diberikan. Dengan demikian, setiap perubahan pada jarak antara dua muatan akan menghasilkan perubahan yang sebanding pada kuadrat gaya Coulomb antara muatan-muatan tersebut.
