Gaya yang Dialami oleh Dua Benda Bermuatan
Dalam situasi ini, terdapat dua benda bermuatan dengan muatan masing-masing sebesar \(3 \times 10\mu C\) dan \(f \times 10pC\). Jarak antara kedua muatan tersebut adalah 30 cm. Tugas kita adalah untuk mencari tahu gaya yang dialami oleh kedua muatan tersebut. Untuk menghitung gaya antara dua muatan, kita dapat menggunakan Hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya antara dua muatan bermuatan sebanding dengan perkalian muatan kedua benda dan sebaliknya sebanding dengan kuadrat jarak antara kedua benda. Secara matematis, dapat ditulis sebagai: \[ F = k \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} \] Di mana F adalah gaya antara dua muatan, q1 dan q2 adalah muatan kedua benda, r adalah jarak antara kedua benda, dan k adalah konstanta elektrostatika. Dalam kasus ini, kita memiliki dua muatan dengan muatan q1 = \(3 \times 10\mu C\) dan q2 = \(f \times 10pC\). Jarak antara kedua muatan adalah r = 30 cm = 0,3 m. Jadi, persamaan untuk menghitung gaya antara kedua muatan menjadi: \[ F = k \frac{(3 \times 10\mu C) \cdot (f \times 10pC)}{(0,3m)^2} \] Sekarang, kita perlu mengetahui nilai dari konstanta elektrostatika k. Nilai k dapat dihitung dengan menggunakan rumus: \[ k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \] Di mana \( \epsilon_0 \) adalah permitivitas ruang hampa. Nilai \( \epsilon_0 \) adalah \( 8,854 \times 10^{-12} \frac{C^2}{Nm^2} \). Substitusikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan untuk menghitung gaya: \[ F = \frac{1}{4\pi(8,854 \times 10^{-12} \frac{C^2}{Nm^2})} \frac{(3 \times 10\mu C) \cdot (f \times 10pC)}{(0,3m)^2} \] Setelah melakukan perhitungan, kita akan mendapatkan nilai gaya antara kedua muatan. Setelah mendapatkan nilai gaya, kita dapat membandingkannya dengan pilihan jawaban yang diberikan dalam pertanyaan. Jawaban yang benar adalah jawaban yang sesuai dengan hasil perhitungan kita. Dalam hal ini, kita belum dapat menentukan jawaban yang tepat karena masih ada variabel f yang belum diketahui. Untuk menentukan jawaban yang benar, kita perlu mengetahui nilai f yang diberikan dalam pertanyaan. Dengan mengetahui nilai f, kita dapat menggantikan nilai tersebut ke dalam persamaan dan melakukan perhitungan untuk mendapatkan jawaban yang tepat.