Diketahui terdapat sebuah muatan dengan medan listrik sebesar 20N/c pada jarak 25 cm. Jika terdapat jarak sebesar 125 cm, berapakah besar medan listriknya?

Pengaruh Jarak terhadap Medan Elektrik

Kita seringkali berinteraksi dengan medan elektrik dalam kehidupan seharian, walaupun kita tidak menyedarinya. Medan ini, yang wujud di sekitar objek bercas elektrik, mempengaruhi objek lain di dalam lingkungannya. Salah satu prinsip penting yang perlu kita fahami adalah bagaimana kekuatan medan elektrik berubah mengikut jarak.

Bayangkan sebuah muatan yang menghasilkan medan elektrik dengan kekuatan 20 Newton per Coulomb (N/C) pada jarak 25 sentimeter (cm). Soalannya, bagaimana kekuatan medan elektrik ini berubah jika jaraknya bertambah kepada 125 cm?

Prinsip asas yang perlu diingat ialah medan elektrik berkurang secara songsang dengan kuasa dua jarak. Ini bermakna kekuatan medan elektrik adalah berkadar songsang dengan kuasa dua jarak dari muatan. Dalam erti kata lain, jika jarak bertambah, kekuatan medan elektrik akan berkurangan dengan cepat.

Dalam contoh ini, jarak baru (125 cm) adalah lima kali ganda jarak asal (25 cm). Oleh itu, kekuatan medan elektrik baru boleh dikira dengan membahagi kekuatan medan elektrik asal dengan kuasa dua faktor peningkatan jarak.

Kekuatan medan elektrik baharu = (20 N/C) / (5²)
Kekuatan medan elektrik baharu = 20 N/C / 25
Kekuatan medan elektrik baharu = 0.8 N/C

Hasilnya menunjukkan bahawa kekuatan medan elektrik berkurang kepada 0.8 N/C apabila jaraknya bertambah kepada 125 cm. Pengurangan ini adalah signifikan, dengan kekuatan medan elektrik menjadi lebih lemah dengan ketara. Ini adalah petunjuk bahawa semakin jauh dari sumber medan elektrik, semakin kurang kuat interaksi dengan objek lain.

Kesimpulannya, pemahaman tentang hubungan songsang antara kekuatan medan elektrik dan kuasa dua jarak amat penting dalam fizik. Prinsip ini dapat dipraktikan dalam pelbagai bidang seperti kejuruteraan elektrik, reka bentuk peralatan elektronik, dan juga dalam pemahaman fenomena semulajadi seperti kilat.