8. Dua buah muatan listrik yang sejenis di- dekatkan pada jarak 4 cm memiliki gaya Coulomb sebesar 40 N. Jika kedua muatan lebih didekatkan dengan jarak 2 cm, gaya Coulomb kedua muatan menjadi 10 N 80 N b. 20 N d. 160 N ... a. C. 

Pernahakah pahamifren melihat 2 benda yang saling tarik-menarik atau tolak-menolak ketika didekatkan? Kira-kira mengapa ya kok bisa demikian? Oke pahamifren, jika kalian belajar fisika, kalian akan mengetahui bahwa jika dua benda yang bermuatan listrik dengan jenis yang sama (misal positif dengan positif atau negatif dengan negatif) didekatkan, maka kedua benda tersebut akan saling tolak-menolak, sedangkan jika muatannya beda jenis, maka akan saling tarik-manarik. Gaya tolak atau gaya tarik yang dirasakan benda disebut juga dengan gaya listrik atau gaya Coulomb. Nah, berkaitan dengan hal itu tadi, pada soal di atas ada dua buah muatan yang jika didekatkan dengan jarak 4 cm maka akan tolak-menolak dengan gaya 40 N. Pada soal tersebut kita diminta menentukan gayanya jika jaraknya didekatkan lagi menjadi 2 cm. Oleh karena itu, konsep pada soal ini 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-21GVIXXREWV/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 :
	\[F = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}\]
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)
Nah, dengan menggunakan persamaan hukum Coulomb tersebut maka kita bisa menentukan gaya Coulomb pada soal di atas. Pada soal di atas diketahui :
•	Kedua muatannya sejenis \({q_1} = {q_2}\)
•	Jarak awal kedua muatan \(r = 4\) cm
•	Gaya Coulomb ketika \(r = 4\) cm adalah \(F = 40\)N
•	Jarak kedua muatan setelah didekatkan \(r' = 2\) cm
Dan yang ditanyakan adalah gaya Coulomb setelah jarak antara kedua muatannya menjadi 2 cm \(F' = ...?\)
Oke pahamifren, dengan menggunakan perbandingan gaya Coulomb, kita dapatkan :
	\[\dfrac{F}{{F'}} = \dfrac{{k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}}}}{{k\dfrac{{{q_1}{q_2}}}{{r{'^2}}}}}\]
Oleh karena nilai \(k{q_1}{q_2}\) adalah tetap, maka boleh dicoret. Jadi :
	\[\begin{array}{rl}\dfrac{F}{{F'}} &= \dfrac{{\dfrac{1}{{{r^2}}}}}{{\dfrac{1}{{r{'^2}}}}}\\\dfrac{F}{{F'}} &= \dfrac{{r{'^2}}}{{{r^2}}}\\F' &= \dfrac{{F{r^2}}}{{r{'^2}}}\\ &= \dfrac{{40 \bullet {4^2}}}{{{2^2}}}\\ &= \dfrac{{640}}{4}\\ &= 160{\rm{N}}\end{array}\]


Pembahasan

Jadi gaya Coulomb setelah jarak antara kedua muatan menjadi 2 cm adalah 160 N. Jawabannya adalah <b>D</b>.