Gaya Lorentz/magnetik : materi dan soal pembahasan

GAYA LORENTZ
Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet

1. Gaya Lorentz Pada Partikel Bermuatan

Jika sebuah muatan q bergerak dengan kecepatan v dalam medan magnetik, muatan tersebut akan mengalami suatu gaya yang dinamakan gaya lorentz. arah gaya lorentz selalu tegak lurus dengan arah gerak medan magnetik.

 

F = q v B sin θ
Keterangan :
q : muatan muatan listrik (C)
v : kecepatan partikel (m/s)

2. Gaya Lorentz pada Penghantar Berarus

Kawat berarus listrik dalam medan magnetik akan mendapat gaya Lorentz.

F = i l B sinθ
Keterangan :
B = induksi magnet homogen
I = kuat arus listrik
L = panjang kawat
θ = sudut antara kawat dg B

3. Gaya Lorentz Pada Dua Kawat Lurus Sejajar Berarus

Sebuah kawat berarus listrik akan menimbulkan medan magnetik disekitarnya. Jadi, apabila ada dua kawat sejajar berarus listrik, maka kedua kawat tersebut akan saling memengaruhi.

Besar gaya lorentz

Keterangan :
a           = jarak antara kedua penghantar (m)
FL             = gaya Lorentz dalam newton ( N )
I1 dan I2  = arus pada masing-masing kawat dalam ampere ( A )
μ0             = permeabilitas udara / ruang hampa                   = 4. 10-7 Wb/ A.m

4. Aplikasi Gaya Lorentz

a. Galvanometer

Galvanometer digunakan untuk mengukur arus listrik yang kecil. Prinsip kerjanya yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya Lorentz sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang saling berhadapan

b. Motor Listrik

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. Dasar kerja motor listrik ini hampir sama dengan dasar kerja sebuah galvanometer. 

c. Pengeras Suara

Komponen dasar pengeras suara terdiri dari tiga bagian yaitu sebuah kerucut yertas yang bersambungan dengan sebuah kumparan suara (silinder yang dikitari oleh kawat tembaga) dan sebuah magnet permanen berbentuk silinder (kutub utara di tengah dan dikelilingi kutub selatan).

SOAL DAN PEMBAHSAN

1. Sebuah kawat lurus dialiri arus listrik 5 A seperti gambar (μ 0 = 4μ .10-7  Wb/A.m). besar dan arah induksi magnetik di titik P adalah …

Dik :
i = 5 A
μ0 = 4μ . 10 -7 Wb/A.m
dit : besar dan arah induksi magnetik di titik P?

Arahnya menjauhi bidang.

2. Suatu muatan bermassa 9,2 x 10-38 kg bergerak memotong secara tegak lurus medan magnetik 2 tesla. Jika muatan sebesar 3,2 x 109 C dan jari-jari lintasannya 2 cm, tentukan kecepatan muatan tersebut!

Penyelesaian :
Dik :
m = 9,2 x 10-38
q = 3,2 x 109 C
R = 2 cm = 2 x 10-2
Dit : kecepatan muatan,

3. Salah satu lintasan yang mungkin dilalui elektron adalah …

A. Mengikuti lintasan I
B. Mengikuti lintasan II
C. Mengikuti lintasan III
D. Masuk ke bidang gambar
E. Keluar dari bidang gambar

Pembahasan
Gunakan kaidah tangan kanan
Jawab: A

Gimana?? udah bisa kan? kalo udah bisa, coba uji kemampuan kamu untuk menyelesaikan soal-soal berikut ini ...

klik disini

Sumber :
Abdillah, 2013 "Medan Magnetik dan Gaya Magnetik". UIN SUSKA RIAU