Dengan menyelami interaksi elektrostatis dan susunan atom, akan mengantarkan kalian pada pengetahuan konseptual yang lebih dalam tentang fenomena muatan listrik. Muatan listrik adalah suatu sifat dasar alam yang dipengaruhi oleh struktur atom. Benjamin Franklin memberi penandaan pada kedua jenis muatan listrik sebagai muatan positif dan muatan negatif. Hal ini hanya merupakan sekedar penandaan, positif dan negatif bukan dalam pengertian lebih kecil atau lebih dari nol. Muatan positif dan negatif adalah sifat yang saling melengkapi atau komplementer.
Dalam suatu atom atau benda, apabila jumlah muatan positif (berasal dari proton) sama dengan muatan negatif (berasal dari elektron), maka atom atau benda tersebut tidak bermuatan (netral). Akan tetapi, mengingat elektron suatu atom atau benda dapat berpindah, maka dalam suatu atom bisa terjadi jumlah muatan positif (proton) tidak sama dengan jumlah muatan negatif (elektron). Dengan perkataan lain, muatan dari suatu benda ditentukan oleh jumlah proton dan elektronnya. Untuk mengetahui apakah suatu benda bermuatan listrik atau tidak, digunakan alat yang dinamakan elektroskop.
Sebuah balon yang digosok-gosokkan pada sehelai kain akan menempel pada badan kita. Dua buah balon yang digosok-gosokkan pada kain yang sama akan tolak-menolak. Hal ini merupakan bukti fundamental bahwa muatan yang sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan yang tidak sejenis akan tarik-menarik. Pakaian yang saling menempel pada saat diambil dari pengering, debu yang menempel pada layar TV atau komputer, kejutan kecil pada saat memegang gagang pintu dari logam, merupakan contoh listrik statis.
Gaya listrik yang merupakan tarikan atau tolakan ini pertama kali diselidiki oleh seorang fisikawan besar Perancis bernama Charles Coulomb (1736 1806), pada akhir abad 18. Fisikawan tersebut menemukan bahwa gaya antara muatan bekerja sepanjang garis yang menghubungkan keduanya dengan besar yang sebanding dengan besar kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Hasil pengamatan ini melahirkan hukum Coulomb yang secara matematis ditulis sebagai berikut:
Di mana:
F = gaya coulomb (dalam satuan newton), Ql, Q2 = muatan masing-masing partikel (dalam satuan Coulomb),
r = jarak antara kedua muatan (dalam satuan meter),
k = tetapan elektrostatis untuk ruang hampa(9.109 N.m2/C2)
Setelah mendalami muatan listrik dan hukum Coulomb, tentunya kalian sudah lebih yakin atas fenomena listrik statis.