Gaya Tolak Antara Dua Muatan Listrik Sejenis

Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang gaya tolak antara dua muatan listrik sejenis. Khususnya, kita akan melihat kasus di mana dua muatan listrik, \( q_{1}=5 \mu \mathrm{C} \) dan \( q_{2}=1 \mu \mathrm{C} \), berada di udara dengan jarak \( 5 \mathrm{~cm} \). Tujuan dari artikel ini adalah untuk menentukan gaya tolak yang dialami oleh kedua muatan tersebut. Dalam fisika, gaya tolak antara dua muatan listrik sejenis dapat dihitung menggunakan Hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya tolak antara dua muatan listrik sejenis sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Dalam rumus matematisnya, gaya tolak (\( F \)) dapat dihitung dengan rumus: \[ F = \frac{{k \cdot q_{1} \cdot q_{2}}}{{r^{2}}} \] Di mana \( k \) adalah konstanta Coulomb, \( q_{1} \) dan \( q_{2} \) adalah muatan listrik, dan \( r \) adalah jarak di antara kedua muatan. Dalam kasus ini, kita memiliki \( q_{1}=5 \mu \mathrm{C} \), \( q_{2}=1 \mu \mathrm{C} \), dan \( r=5 \mathrm{~cm} \). Untuk menghitung gaya tolak, kita perlu menggantikan nilai-nilai ini ke dalam rumus Coulomb: \[ F = \frac{{k \cdot (5 \mu \mathrm{C}) \cdot (1 \mu \mathrm{C})}}{{(5 \mathrm{~cm})^{2}}} \] Namun, sebelum kita melanjutkan, kita perlu mengetahui nilai dari konstanta Coulomb (\( k \)). Nilai ini dapat ditemukan dalam tabel konstanta fisika dan memiliki nilai sekitar \( 9 \times 10^{9} \mathrm{~N \cdot m^{2}/C^{2}} \). Setelah menggantikan nilai-nilai yang diberikan, kita dapat menghitung gaya tolak: \[ F = \frac{{(9 \times 10^{9} \mathrm{~N \cdot m^{2}/C^{2}}) \cdot (5 \mu \mathrm{C}) \cdot (1 \mu \mathrm{C})}}{{(5 \mathrm{~cm})^{2}}} \] \[ F = \frac{{(9 \times 10^{9} \mathrm{~N \cdot m^{2}/C^{2}}) \cdot (5 \times 10^{-6} \mathrm{~C}) \cdot (1 \times 10^{-6} \mathrm{~C})}}{{(5 \times 10^{-2} \mathrm{~m})^{2}}} \] \[ F = \frac{{(9 \times 5 \times 1) \times (10^{9} \times 10^{-6} \times 10^{-6})}}{{(5 \times 5 \times 10^{-2} \times 10^{-2})}} \] \[ F = \frac{{45 \times 10^{3}}}{{25 \times 10^{-4}}} \] \[ F = \frac{{45 \times 10^{3}}}{{0.25}} \] \[ F = 180 \times 10^{3} \] \[ F = 180 \mathrm{~N} \] Jadi, gaya tolak antara dua muatan listrik sejenis \( q_{1}=5 \mu \mathrm{C} \) dan \( q_{2}=1 \mu \mathrm{C} \) berada di udara dengan jarak \( 5 \mathrm{~cm} \) adalah \( 180 \mathrm{~N} \). Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah E.