Muatan dan gaya dalam fisika serta bagaimana keduanya berhubungan dapat dijelaskan dengan Hukum Coulomb. Hukum ini menyatakan bahwa gaya yang bekerja antara dua muatan berbanding lurus dengan perkalian besar muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua muatan tersebut. Dalam kata lain, dua muatan akan saling menarik atau menolak satu sama lain dengan gaya yang semakin besar seiring dengan peningkatan ukuran muatan. Sebaliknya, semakin jauh jarak antara keduanya, semakin kecil gaya yang bekerja di antara mereka.
Formula dari Hukum Coulomb adalah:
F = k * |q1*q2| / r^2
Dimana,
F = Gaya antara dua muatan (N)
k = Konstanta Coulomb (8.99 x 10^9 N.m^2/C^2)
q1 dan q2 = besar muatan masing-masing (C)
r = jarak antara dua muatan (m)
Dalam pertanyaan ini:
q1 = 3 x 10^-6 C
q2 = 1 x 10^-6 C
r = 30 cm = 0.3 m (Ingat bahwa dalam sistem Internasional (SI), satuan jarak adalah meter)
Kita dapat menggantikan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus Hukum Coulomb:
F = (8.99 x 10^9 N.m^2/C^2 * 3 x 10^-6 C * 1 x 10^-6 C) / (0.3 m)^2
Sekarang, kita hanya perlu melakukan kalkulasi yang ada dan kita akan mendapatkan nilai dari F, yang merupakan gaya yang dialami oleh kedua muatan tersebut. Perlu diingat bahwa hasil yang diperoleh positif berarti kedua muatan tersebut saling tolak menolak, dan sebaliknya jika hasil negatif berarti mereka saling tarik menarik. Hal tersebut sesuai dengan prinsip bahwa muatan sejenis tolak menolak dan muatan tidak sejenis tarik menarik.
