Perhitungan Gaya Tarik-Menarik Listrik antara Benda dengan Muatan Listrik yang Berbed
Dalam fisika, gaya tarik-menarik listrik adalah gaya yang timbul antara dua benda yang memiliki muatan listrik yang berbeda. Gaya ini dapat dihitung menggunakan hukum Coulomb, yang menyatakan bahwa gaya tarik-menarik listrik antara dua benda sebanding dengan perkalian muatan kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda. Contoh 1: Misalkan benda A memiliki muatan listrik sebesar 12 μC dan benda B memiliki muatan listrik sebesar 8 μC. Jarak antara kedua benda tersebut adalah 5 meter. Untuk menghitung gaya tarik-menarik listrik antara kedua benda, kita dapat menggunakan rumus: \[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \] Dimana: - \( F \) adalah gaya tarik-menarik listrik antara kedua benda, - \( k \) adalah konstanta Coulomb sebesar \( 9 \times 10^9 \, \text{Nm}^2/\text{C}^2 \), - \( q_1 \) dan \( q_2 \) adalah muatan listrik benda A dan benda B, - \( r \) adalah jarak antara kedua benda. Substitusi nilai yang diberikan ke dalam rumus, kita dapat menghitung gaya tarik-menarik listrik antara kedua benda: \[ F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot |12 \times 8|}}{{5^2}} \] \[ F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot 96}}{{25}} \] \[ F = 3.456 \times 10^9 \, \text{N} \] Jadi, gaya tarik-menarik listrik antara benda A dan benda B adalah sebesar 3.456 × 10^9 N. Contoh 2: Misalkan benda A memiliki muatan listrik sebesar +4 μC dan benda B memiliki muatan listrik sebesar -2 μC. Jarak antara kedua benda tersebut adalah 10 cm (0.1 meter). Untuk menghitung gaya tarik-menarik listrik antara kedua benda, kita dapat menggunakan rumus yang sama seperti pada contoh sebelumnya. \[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \] Substitusi nilai yang diberikan ke dalam rumus, kita dapat menghitung gaya tarik-menarik listrik antara kedua benda: \[ F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot |4 \times -2|}}{{(0.1)^2}} \] \[ F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot 8}}{{0.01}} \] \[ F = 7.2 \times 10^{12} \, \text{N} \] Jadi, gaya tarik-menarik listrik antara benda A dan benda B adalah sebesar 7.2 × 10^12 N. Dalam kedua contoh di atas, kita dapat melihat bahwa gaya tarik-menarik listrik antara dua benda dengan muatan listrik yang berbeda dapat sangat besar. Hal ini menunjukkan betapa kuatnya interaksi listrik antara partikel bermuatan.