7. Perhatikan gambar berikut! 4 μC 3 uc 5 uc Orie + + А 2 cm th B 3 cm ㅎ C llustrator: Rahmat Isnaini a. Besar gaya Coulomb di titik B adalah .... 100 N 150 N b. 120 N d. 270 N C. 

Halo pahamifren, pernahkah kalian melihat atau mempraktekkan sendiri mengenai sisir yang menarik sobekan kertas kecil setelah sisir tersebut digosok dengan rambut? Mengapa bisa demikian? Oke pahamifren, kalau kalian telah belajar fisika tentang listrik statis, kalian akan mengetahui bahawa dua benda akan saling tarik-menarik jika muatannya beda jenis dan akan tolak-menolak jika muatannya sejenis. Untuk menghitung gaya tarik-menarik atau tolak-menolak tersebut kita bisa menggunakan hukum Coulomb, sehingga gaya tersebut disebut juga gaya Colulomb. Nah, selanjutnya bagaimana jika ada tiga muatan? Berkaitan dengan hal tersebut, pada soal di atas ada tiga muatan A, B, dan C yang diletakkan dalam satu garis lurus dan kita diminta untuk menentukan gaya Coulomb yang bekerja pada muatan B. Oleh karena itu, Konsep pada soal tersebut adalah Hukum Coulomb.

Identifikasi Konsep

Oke pahamifren, jika dua muatan sejenis didekatkan maka kedua muatan tersebut akan saling tolak-menolak dan jika dua muatan yang beda jenis didekatkan maka kedua muatan tersebut akan saling tarik-menarik.
 <img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-81/ChapId-667/LessonId-1518/ModuleId-1/QuestionCode-21GVIXTYZWP/coulomb.jpg" />
Gambar 1. Dua muatan yang sejenis tolak-menolak dan dua muatan yang berbeda jenis tarik-menarik.

Menurut hukum Coulomb <b>“besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak berbanding lurus dengan besar muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.”</b> Secara matematis bisa dituliskan :
	\[F = k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\]
Dengan :
\(F\)= Gaya Coulomb (N)
\(k\)= Konstanta = \(9 \times {10^9}{\rm{N}}{{\rm{m}}^{\rm{2}}}{\rm{/}}{{\rm{C}}^{\rm{2}}}\)
\({q_1}\)= Muatan yang pertama (C)
\({q_2}\)= Muatan yang kedua (C)
\(r\)= Jarak antara kedua muatan (m)
Ingat pahamifren, Gaya Coulomb merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Oleh karena itu, dalam menghitung gaya Coulomb pada muatan B pada soal di atas, arahnya perlu kita perhatikan. Arah gaya yang bekerja pada muatan B bisa kita gambarkan sebagai berikut :
 <img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-81/ChapId-667/LessonId-1518/ModuleId-1/QuestionCode-21GVIXTYZWP/gaya colulomb pada muatan B.png" />
Pada gambar tersebut, \({F_{BC}}\) adalah gaya Coulomb pada muatan B karena tarik-menarik dengan muatan C. Besarnya adalah :
	\[\begin{array}{rl}{F_{BC}} &= k\dfrac{{{q_B}{q_C}}}{{{r^2}}}\\ &= 9 \times {10^9}\dfrac{{3 \times {{10}^{ - 6}} \bullet 5 \times {{10}^{ - 6}}}}{{{{\left( {3 \times {{10}^{ - 2}}} \right)}^2}}}\\ &= 9 \times {10^9}\dfrac{{3 \times {{10}^{ - 6}} \bullet 5 \times {{10}^{ - 6}}}}{{9 \times {{10}^{ - 4}}}}\\ &= 150{\rm{N}}\end{array}\]

Sedangkan \({F_{BA}}\) adalah gaya Coulomb pada muatan B karena tarik-menarik dengan muatan A. Besarnya adalah :
\[\begin{array}{rl}{F_{BA}} &= k\dfrac{{{q_B}{q_A}}}{{{r^2}}}\\ &= 9 \times {10^9}\dfrac{{3 \times {{10}^{ - 6}} \bullet 4 \times {{10}^{ - 6}}}}{{{{\left( {2 \times {{10}^{ - 2}}} \right)}^2}}}\\ &= 9 \times {10^9}\dfrac{{3 \times {{10}^{ - 6}} \bullet 4 \times {{10}^{ - 6}}}}{{4 \times {{10}^{ - 4}}}}\\ &= 270{\rm{N}}\end{array}\]
Dalam hal ini kita bisa anggap bahwa untuk gaya yang arahnya ke kanan bertanda positif dan untuk gaya yang arahnya ke kiri bertanda negatif. Jadi gaya Coulomb pada muatan B adalah :
	\[\begin{array}{rl}{F_C} &= {F_{BC}} - {F_{BA}}\\& = 150 - 270\\ &=  - 120{\rm{N}}\end{array}\]
Oleh karena hasilnya bertanda negatif, maka arah gaya Coulomb pada muatan B adalah ke kiri atau ke arah muatan A.


Pembahasan

Jadi besarnya gaya Coulomb pada muatan B adalah 120 N ke kiri atau ke arah muatan A. Jawabannya adalah <b>B</b>.