25. Dua benda bermuatan listrik sejenis berada pada jarak 3 cm. Keduanya saling tarik menarik dengan gaya 6 x 10-5 N. Jika jarak antara kedua benda menjadi 6 cm, gaya tolak- menolak menjadi .. 1,0 x 10-5 N C. 2,0 x 10-5 N b. 1,5 x 10-5 N d. 3,0 x 10-5 N a. 

Coulomb menjelaskan dua benda yang memiliki muatan sejenis akan berinteraksi tolak-menolak dan dua benda yang beda jenis akan berinteraksi tarik-menarik. Pada soal di atas ada dua benda bermuatan listrik sejenis didekatkan dan menghasilkan gaya tolak-menolak (ada kesalahan pada soal, harusnya tolak menolak bukan tarik-menarik). Pada soal tersebut kita diminta untuk menentukan besar gaya tolak-menolaknya jika jarak antara kedua benda tersebut diubah menjadi lebih jauh. 

Identifikasi Konsep

Ilustrasi Gaya Coulomb dapat dilihat seperti gambar berikut.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-81/ChapId-667/LessonId-1518/ModuleId-1/QuestionCode-21F2CXTA9TQ/Gaya Coulomb.JPG" />

Oke pahamifren, menurut hukum Coulomb besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik adalah berbanding lurus dengan besar muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan. Secara matematis bisa dituliskan:

\(\mid F\mid=k\frac{q_1q_2}{r^2}\)

dimana
\(F\) = gaya tarik-menarik atau tolak-menolak
\(k\) = konstanta gaya listrik
\(q\) = muatan listrik
\(r\) = jarak antara dua muatan

Oke pahamifren, pada soal di atas diketahui:
	<ul><li>Jarak awal kedua muatan \(r_1=3\) cm</li></ul> <ul><li>Gaya tarik-menarik antara kedua muatan \(F_1=6\times10^{-5}\) N</li></ul><ul><li>Jarak kedua muatan setelah dijauhkan \(r_2=6\) cm</li></ul>
Dan yang ditanyakan adalah besar gaya tolak-menolak kedua muatan (\(F_2\)) ketika jaraknya menjadi \(6\) cm.

Oke pahamifren, soal ini bisa kita kerjakan dengan metode perbandingan sehingga kita tidak perlu mengubah satuan dari besaran-besaran yang diketahui menjadi SI. Kita bandingkan gaya couloumb pada dua kondisi:

\(\frac{F_2}{F_1}=\frac{k\frac{q_1q_2}{r_2^2}}{k\frac{q_1q_2}{r_1^2}}\)

Karena tidak ada perubahan pada variabel \(k\), \(q_1\) dan juga \(q_2\), maka persamaan di atas dapat kita sederhanakan menjadi,

\(\frac{F_2}{F_1}=\frac{\frac{1}{r_2^2}}{\frac{1}{r_1^2}}\)
\(\frac{F_2}{F_1}=\frac{r_1^2}{r_2^2}\)
\(F_2=\frac{r_1^2}{r_2^2}\times{F_1}\)
\(F_2=\frac{3^2}{6^2}\times6\times10^{-5}\)
\(F_2=\frac{9}{36}\times6\times10^{-5}\)
\(F_2=1,5\times10^{-5}\) N



Pembahasan

Jadi besar gaya tolak-menolak kedua muatan ketika jaraknya menjadi \(6\) cm adalah \(1,5\times10^{-5}\) N.

<b>Jawabannya adalah B</b>