Dua buah muatan yang identik dan terpisah sejauh r mengalami interaksi sebesar F saat di udara. Jika kedua muatan dimasukkan dalam medium dengan permitivitas relatif 4 dan jarak antar kedua muatan dijadikan seperempat kali semula maka gaya interaksi antara keduanya menjadi...F

Memahami Soal Soal ini membahas tentang gaya Coulomb, yaitu gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan listrik. Kita diberikan informasi awal: * Dua muatan identik: Artinya kedua muatan memiliki besar muatan yang sama. * Jarak awal (r): Jarak antara kedua muatan saat di udara. * Gaya awal (F): Besar gaya Coulomb antara kedua muatan saat di udara. * Permitivitas relatif (εr): Nilai yang menunjukkan seberapa mudah suatu medium dapat dipolarkan. Dalam kasus ini, medium baru memiliki permitivitas relatif 4. * Jarak baru: Jarak antara kedua muatan menjadi seperempat dari jarak awal (r/4). Yang Ditanyakan Kita diminta untuk mencari besar gaya Coulomb yang baru (F') setelah kedua muatan dimasukkan ke dalam medium baru dan jaraknya diubah. Penyelesaian Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menggunakan Hukum Coulomb: F = (k * q1 * q2) / r² Dimana: * F = gaya Coulomb * k = konstanta Coulomb * q1 dan q2 = besar muatan masing-masing * r = jarak antara kedua muatan Pengaruh Medium Ketika kedua muatan dimasukkan ke dalam medium, nilai k akan berubah menjadi k' = k/εr. Jadi, persamaan gaya Coulomb menjadi: F' = (k' * q1 * q2) / (r/4)² Menghitung Perbandingan Gaya Untuk mempermudah perhitungan, kita bisa membandingkan gaya baru (F') dengan gaya awal (F): F'/F = [(k/εr) * q1 * q2 / (r/4)²] / [(k * q1 * q2) / r²] Setelah disederhanakan, kita dapatkan: F'/F = (4² * εr) = 16 * 4 = 64 Kesimpulan Jadi, gaya interaksi antara kedua muatan setelah dimasukkan ke dalam medium baru dan jaraknya diubah menjadi seperempat kali semula akan menjadi 64 kali lebih besar dari gaya awalnya. Jawaban Akhir Gaya interaksi antara keduanya menjadi 64F. Penjelasan Tambahan * Permitivitas Relatif: Semakin besar nilai permitivitas relatif, semakin lemah gaya Coulomb yang dirasakan oleh kedua muatan. Namun, dalam kasus ini, karena jarak juga diperkecil, pengaruh jarak yang lebih dekat justru mendominasi sehingga gaya Coulomb menjadi lebih besar. * Konstanta Coulomb: Nilai k tergantung pada medium. Di udara, nilai k biasanya dianggap konstan. Namun, ketika medium diganti, nilai k akan berubah sesuai dengan permitivitas relatif medium tersebut. Semoga penjelasan ini bermanfaat!