Dua buah muatan diatur seperti pada gambar di bawah ini. Besar muatan pada A adalah +8 mikro Coulomb dan muatan di B adalah -5 mikro Coulomb. Sedangkan besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah... (k -9x 10 Nm C2, 1 mikro Coulomb-10 C). Berapakah Besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan?
Jawaban:
Untuk menghitung besar gaya listrik (F) yang bekerja pada dua muatan, kita dapat menggunakan Hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya listrik antara dua muatan sebanding dengan hasil perkalian muatan kedua muatan dan sebaliknya sebanding dengan kuadrat jarak di antara keduanya.
Besar gaya listrik (F) dapat dihitung dengan rumus:
\[ F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
di mana:
- F adalah besar gaya listrik.
- k adalah konstanta Coulomb, nilainya \( k = 9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2 \).
- \( q_1 \) adalah muatan pertama, \( q_1 = +8 \, \text{μC} = +8 \times 10^{-6} \, \text{C} \).
- \( q_2 \) adalah muatan kedua, \( q_2 = -5 \, \text{μC} = -5 \times 10^{-6} \, \text{C} \).
- r adalah jarak antara kedua muatan (belum diberikan nilai, asumsikanlah dalam satuan meter).
Kita perlu menyusun nilai muatan dalam satuan Coulomb (C) dan konstanta Coulomb k dalam satuan Nm²/C².
Jika kita sudah memiliki nilai jarak (r), kita dapat menghitung besar gaya listrik dengan mudah menggunakan rumus di atas. Misalnya, jika jarak antara dua muatan adalah 2 meter (r = 2 m), maka kita dapat menghitung:
\[ F = \frac{(9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2) \cdot |(+8 \times 10^{-6} \, \text{C}) \cdot (-5 \times 10^{-6} \, \text{C})|}{(2 \, \text{m})^2} \]
\[ F = \frac{72 \times 10^{-6} \, \text{Nm}^2/\text{C}^2}{4 \, \text{m}^2} \]
\[ F = 18 \times 10^{-6} \, \text{N} \]
\[ F = 18 \, \mu\text{N} \]
Jadi, besar gaya listrik yang bekerja pada kedua muatan adalah 18 mikro Newton (μN) jika jarak antara keduanya adalah 2 meter.