Perbandingan Besar Gaya Coulomb pada Muatan A dan B dengan Perubahan Muatan dan Jarak

Dalam fisika, gaya Coulomb adalah gaya elektrostatik antara dua muatan listrik. Gaya ini didefinisikan oleh hukum Coulomb, yang menyatakan bahwa gaya antara dua muatan sebanding dengan perkalian kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Dalam artikel ini, kita akan mempelajari bagaimana perubahan muatan dan jarak mempengaruhi besar gaya Coulomb yang dihasilkan oleh muatan A dan B. Misalkan muatan A dan B didekatkan dengan jarak R dan menghasilkan gaya Coulomb sebesar 80 N. Sekarang, kita akan mempertimbangkan dua perubahan: perubahan muatan B menjadi 1/4 kali muatan aslinya, dan perubahan jarak menjadi 1/4 kali jarak aslinya. Pertanyaannya adalah, berapa besar gaya Coulomb yang diakibatkan oleh muatan A dan B setelah perubahan ini? Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan hukum Coulomb. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya Coulomb (F) antara dua muatan (q1 dan q2) adalah 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, yang bernilai sekitar 9 x 10^9 Nm^2/C^2. Dalam kasus ini, muatan A dan B menghasilkan gaya Coulomb sebesar 80 N saat jaraknya adalah R. Jika muatan B diperkecil menjadi 1/4 kali muatan aslinya, maka muatan B sekarang menjadi (1/4) * q2. Jika jarak kedua muatan diperkecil menjadi 1/4 kali jarak aslinya, maka jaraknya sekarang menjadi (1/4) * R. Dengan menggunakan hukum Coulomb, kita dapat menghitung gaya Coulomb yang dihasilkan oleh muatan A dan B setelah perubahan ini. Menggantikan nilai muatan dan jarak yang baru ke dalam persamaan hukum Coulomb, kita dapat menghitung gaya Coulomb yang baru: F' = k * (q1 * (1/4) * q2) / ((1/4) * R)^2 Sekarang, kita dapat menyederhanakan persamaan ini dan menghitung nilai F': F' = k * (q1 * q2) / (1/16 * R^2) F' = 16 * k * (q1 * q2) / R^2 Dengan demikian, besar gaya Coulomb yang diakibatkan oleh muatan A dan B setelah perubahan adalah 16 kali lebih kecil dari sebelumnya. Oleh karena itu, gaya Coulomb yang dihasilkan adalah 80 N / 16 = 5 N. Dalam kesimpulan, ketika muatan B diperkecil menjadi 1/4 kali muatan aslinya dan jarak kedua muatan diperkecil menjadi 1/4 kali jarak aslinya, besar gaya Coulomb yang diakibatkan oleh muatan A dan B menjadi 5 N. Perubahan ini menunjukkan bahwa gaya Coulomb sangat dipengaruhi oleh muatan dan jarak antara dua muatan.