Tulisan ini adalah penjelasan dan jawaban atas pertanyaan “Muatan A tampak menolak muatan B tetapi menarik muatan C. Jika muatan C menolak muatan D positif, maka dapat dipastikan bahwa …”
Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menerapkan hukum Coulomb, yang digunakan untuk menggambarkan interaksi antara muatan listrik. Hukum Coulomb menyatakan bahwa gaya elektrostatik antara dua muatan sebanding dengan hasil perkalian muatan kedua muatan tersebut dan sebaliknya sebanding dengan kuadrat jarak di antara keduanya. Dengan kata lain, hukum Coulomb adalah:
[F = k \frac{q_1q_2}{r^2}]
Di mana:
- (F) adalah gaya elektrostatik antara dua muatan.
- (k) adalah konstanta Coulomb.
- (q_1) dan (q_2) adalah muatan dari dua objek yang berinteraksi.
- (r) adalah jarak di antara dua muatan.
Dalam konteks ini, kita memiliki beberapa informasi penting:
- Muatan A tampak menolak muatan B.
- Muatan A menarik muatan C.
- Muatan C menolak muatan D yang positif.
Kita akan menggunakan informasi ini untuk menentukan tanda muatan A, B, C, dan D.
- Muatan A tampak menolak muatan B:
Jika muatan A menolak muatan B, maka muatan A dan B memiliki tanda yang sama. Dengan kata lain, keduanya harus entah positif atau negatif. Dalam hal ini, kita tidak dapat memastikan apakah keduanya positif atau negatif. Namun, kita dapat menyimpulkan bahwa mereka memiliki tanda yang sama.
- Muatan A menarik muatan C:
Jika muatan A menarik muatan C, maka muatan A dan C memiliki tanda yang berlawanan. Dengan kata lain, satu dari mereka harus positif dan yang lainnya negatif. Ini memberikan kita informasi yang lebih berguna.
- Muatan C menolak muatan D positif:
Jika muatan C menolak muatan D yang positif, itu berarti muatan C dan D memiliki tanda yang sama. Karena kita sudah mengetahui bahwa muatan A dan C memiliki tanda yang berlawanan, maka muatan D harus positif.
Dengan informasi yang sudah kita dapatkan, kita sekarang bisa menyusun kesimpulan yang lebih pasti tentang tanda muatan A, B, C, dan D.
Jawaban:
Jadi, berdasarkan informasi yang diberikan dalam soal, kita dapat menyimpulkan bahwa:
- Muatan A = negatif
- Muatan B = negatif
- Muatan C = positif
- Muatan D = positif
Penjelasan:
Kita dapat membuktikan jawaban kita dengan merinci hubungan antara muatan A, B, C, dan D berdasarkan hukum Coulomb dan informasi yang diberikan dalam soal:
- Muatan A tampak menolak muatan B:
Berdasarkan hukum Coulomb, dua muatan sejenis akan saling tolak menolak. Oleh karena itu, muatan A dan B memiliki muatan yang sama, yaitu negatif.
- Muatan A menarik muatan C:
Berdasarkan hukum Coulomb, dua muatan tidak sejenis akan saling tarik menarik. Oleh karena itu, muatan A dan C memiliki muatan yang tidak sejenis.
- Muatan C menolak muatan D positif:
Berdasarkan hukum Coulomb, dua muatan sejenis akan saling tolak menolak. Oleh karena itu, muatan C dan D memiliki muatan yang sama, yaitu positif.
Jadi, dapat dipastikan bahwa:
- Muatan A = negatif
- Muatan B = negatif
- Muatan C = positif
- Muatan D = positif
Berikut adalah diagram muatan listrik yang sesuai dengan soal:
A (-)
B (-)
C (+)
D (+)Penjelasan untuk hubungan yang salah:
- Muatan A = positif
Ini salah karena muatan A menarik muatan C yang positif.
- Muatan B = positif
Ini salah karena muatan B menolak muatan A yang negatif.
- Muatan C = negatif
Ini salah karena muatan C menolak muatan D yang positif.
- Muatan D = negatif
Ini salah karena muatan D menarik muatan C yang positif.
Jadi, dengan memahami prinsip-prinsip dasar hukum Coulomb, kita dapat dengan yakin menyimpulkan tanda muatan masing-masing berdasarkan informasi yang diberikan dalam soal.
