Charles Coulomb - Pencetus Hukum Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb atau yang dikenal dengan nama Coulomb lahir di Prancis pada tanggal 14 Juni 1736. Namanya diabadikan untuk satuan listrik untuk menghormati penelitian penting yang telah dilakukan oleh Coulomb.

Coulomb, dilambangkan dengan C, adalah satuan SI untuk muatan listrik, dan didefinisikan dalam ampere: 1 coulomb adalah banyaknya muatan listrik yang dibawa oleh arus sebesar 1 ampere mengalir selama 1 detik. 1 coulomb adalah 6.24×1018 kali muatan elektron.

Coulomb berasal dari keluarga bangsawan yang berpengaruh hingga pendidikannya terjamin. Ia berbakat besar dalam bidang matematika dan belajar teknik untuk menjadi Korps Ahli Teknik Kerajaan.
Coulomb lulus pada bulan November 1761 dari Ecole du jin di Mézières. Pada waktu Revolusi Perancis pecah, ia terpaksa meninggalkan Paris tinggal di Blois dengan sahabatnya yang juga ilmuwan, Jean-Charles de Borda (1733-1799). Ia meneruskan berbagai percobaannya. Selama dua puluh tahun berikutnya ia ditempatkan di berbagai lokasi di mana ia terlibat dalam rekayasa, dalam struktural, fortifications, mekanika tanah, serta bidang-bidang rekayasa.

Tulisan pertamanya adalah Brest tetapi pada bulan Februari 1764 ia dikirim ke Martinique, di Hindia Barat, di mana ia ditugaskan membangun Bourbon Fort baru dan tugas ini dia sibuk sampai Juni 1772.

Setelah kembali ke Prancis, Coulomb telah dikirim ke Bouchain . Dengan pangkat Kapten, dia bekerja di La Rochelle , dengan Isle of Aix dan Cherbourg . Ia menemukan hubungan terbalik dari kekuatan antara muatan listrik dan kuadrat jaraknya, kemudian dinamai setelah dia sebagai hukum Coulomb .

Namun, sekarang ia mulai menulis karya-karya penting diterapkan pada mekanik dan dia itu pertama bekerja ke Académie des Ilmu di Paris pada 1773.

Setelah bertugas di Martinique selama beberapa tahun, ia kembali ke Paris dan pada tahun 1779 terpilih menjadi anggota Akademi Ilmiah pada tahun 1781.

Pada tahun 1779 ia dikirim ke Rochefort untuk berkolaborasi dengan Marquis de Montalembert dalam membangun sebuah benteng seluruhnya terbuat dari kayu dekat Ile d'Aix. Selama kuliah di Rochefort, Coulomb menjalankan penelitian ke mekanik, khususnya dalam menggunakan kapan Rochefort sebagai laboratorium untuk percobaan.

Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773) dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda. Karyanya di bidang listrik dan magnet yang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara tahun 1785 dan 1789.
Melakukan percobaan dengan magnet kompas, ia langsung melihat bahwa gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan. Ia membuat kompas dengan jarum tergantung pada benang lembut. Dan ia menarik kesimpulan; besarnya puntiran pada benang haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari medan magnetik bumi. Ini mengawali penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang benda-benda yang sangat ringan.

Timbangan puntir tadi membawa Coulomb ke penemuannya yang paling penting. Dengan menggerakkan dua bulatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, ia menunjukkan bahwa kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh. Ia mempelajari akibat gesekan pada mesin-mesin dan menampilkan teori tentang pelumasan. Semua ini, bersama pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang Mesin Sederhana pada tahun 1779.
dan akhirnya diangkat menjadi inspektur pendidikan pada tahun 1802.

Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai departemen pemerintah, ia terus meneliti elektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah hukum Coulomb; daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang bermuatan listrik adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari jaraknya. Rumus ini sangat mirip dengan hukum gravitasi Newton.

Di Blois, Coulomb meneliti sifat muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa muatan tersebut hanya ada pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga mengikuti hukum kuadrat terbalik seperti daya listrik statis. Beberapa karyanya ditemukan juga oleh Henry Cavendish tetapi karya Cavendish baru terbit tahun pada tahun 1879.

Penemuan Coulomb yang memastikan adanya hubungan antara kelistrikan dan magnetisme kelak dibuktikan oleh Hans Christian Ørsted serta Siméon Poisson. Dan ini menjadi dasar penelitian elektrodinamika oleh Andre-Marie Ampere. Semua karyanya menunjukkan orisinalitas dan penelitian yang teliti serta tekun.

RUMUS COULOMB
Muatan listrik merupakan entitas dasar dan menjadi primadona dalam elektrostatika. Muatan listrik dapat dipindah dari suatu benda ke benda lainnya dengan cara menggosok atau cara lainnya, akan tetapi muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Ada dua jenis muatan yaitu positif dan negatif. Muatan yang sejenis bersifat tolak-menolak, dan muatan yang tak sejenis akan tarik-menarik.
Muatan listrik itu tersimpan dalam benda-benda yang berada di sekeliling kita, seperti misalnya pada plastik yang digosok dengan wool, gelas yang digosok dengan sutera pada kilat, dan masih banyak yang lainnya lagi.
Benda-benda yang bermuatan akan mengerjakan gaya terhadap benda bermuatan lainnya. Gaya ini dinamakan gaya elektrostatik. Gaya ini bergantung pada besarnya muatan masing-masing benda dan bergantung pada jarak ke dua benda. Perhatikan Gambar 4.1.2.
Gambar 4.1.2. Interaksi dua muatan positif
Hukum gaya elektrostatik ini pertama kali ditemukan secara eksperimen oleh Coulomb dalam tahun 1784, sehingga hukum ini dinamakan hukum Coulomb, dan bentuk persamaannya adalah :
F= k ………………………………………….(4.1.1)
Harga konstanta elektrostatik k adalah : k = = 9,0×10⁹ N.m²/C².
Besaran ε_o ini disebut konstanta permitivitas ruang hampa yang harganya 8,85×10^-12 C²/N.m².
Dalam bentuk vektor hukum Coulomb dapat dinyatakan dalam bentuk :
= k (4.1.2)
Misalkan dua muatan q₁dan q₂ berada pada jarak r seperti pada Gambar 4.1.5. Vektor satuan digunakan untuk menyatakan arah dan pada muatan tersebut.
Gambar 4.1.5. Interaksi antara dua muatan
Gaya pada muatan q₂ adalah = k
Gaya pada muatan q₁ adalah = – k
Jika dua muatan mengerjakan gaya secara serentak pada muatan ketiga, maka gaya total yang dialami oleh muatan ketiga itu di dapat dengan cara penjumlahan vektor.