Perubahan Jarak Antara Dua Muatan Listrik dan Dampaknya pada Gaya Coulomb

Dalam fisika, gaya Coulomb adalah gaya elektrostatik antara dua muatan listrik. Gaya ini ditemukan oleh Charles-Augustin de Coulomb pada abad ke-18 dan dinyatakan dalam hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya antara dua muatan listrik sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Dalam kasus ini, kita memiliki dua muatan listrik, A dan B, dengan muatan masing-masing -10MC dan +40MC. Awalnya, kedua muatan diletakkan terpisah 0,5 meter, sehingga timbul gaya Coulomb sebesar F newton. Tugas kita adalah untuk menentukan besar gaya Coulomb yang ditimbulkan ketika jarak antara A dan B diubah menjadi 1,5 meter. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya Coulomb (F) antara dua muatan listrik (q1 dan q2) sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r) di antara mereka. Dalam persamaan matematis, hukum Coulomb dapat ditulis sebagai berikut: F = k * (|q1| * |q2|) / r^2 Di mana k adalah konstanta Coulomb, |q1| dan |q2| adalah magnitudo muatan listrik, dan r adalah jarak antara kedua muatan. Dalam kasus ini, kita memiliki muatan q1 sebesar -10MC dan muatan q2 sebesar +40MC. Jarak awal antara kedua muatan adalah 0,5 meter, dan kita ingin mengetahui gaya Coulomb ketika jarak diubah menjadi 1,5 meter. Mari kita substitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan hukum Coulomb: F = k * (|-10MC| * |+40MC|) / (0,5m)^2 Sekarang, kita perlu mencari nilai konstanta Coulomb (k). Konstanta Coulomb dapat dihitung menggunakan rumus: k = 1 / (4πε0) Di mana ε0 adalah permitivitas ruang hampa, yang memiliki nilai sekitar 8,85 x 10^-12 C^2/Nm^2. Mari kita substitusikan nilai ε0 ke dalam rumus untuk k: k = 1 / (4π * 8,85 x 10^-12 C^2/Nm^2) Setelah kita menemukan nilai k, kita dapat menghitung nilai gaya Coulomb (F) ketika jarak diubah menjadi 1,5 meter dengan menggunakan persamaan hukum Coulomb yang telah kita turunkan sebelumnya. Dengan mengikuti langkah-langkah ini, kita dapat menentukan besar gaya Coulomb yang ditimbulkan ketika jarak antara A dan B diubah menjadi 1,5 meter.