Contoh Soal Gaya Lorentz dan Pembahasannya

Contoh Soal Gaya Lorentz, Foto: Unsplash.

Dalam pelajaran fisika ini ada salah satu materi yang kamu pelajari yaitu gaya lorentz. Gaya lorentz ditemukan oleh Herdik Antoon Lorentz pada 1853-1928. Seorang ilmuwan dari Belanda yang sangat pandai dalam bidang fisika. Gaya lorentz ini dapat timbul karena adanya arus listrik dalam medan magnet. Pada dasarnya gaya lorentz ini adalah gabungan antara gaya listrik dan magnetik di suatu medan elektromagnetik. Di artikel ini akan dibahas mengenai contoh soal gaya lorentz agar kamu lebih paham.

Dikutip dari buku Ringkasan Matematika & Kumpulan Soal Fis SMP 3 karya Budi Suryatin (2018: 82), Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet. Besarnya gaya lorentz sebanding dengan kuat arus listrik, kuat medan magnet, dan panjang kawatnya. Jika arah arus listrik tegak lurus arah garis magnet, maka besarnya gaya lorentz sesuai dengan rumus:

Florentz = B I l sin α

Keterangan:

Florentz = Gaya Lorenz

B = kuat arus medan magnet (Tesla)

I = kuat arus yang mengalir pada kawat (ampere)

I = panjang kawat (m)

α = sudut yang dibentuk dari B dan I

Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan jika telapak tangan kanan dikembangkan, arah medan magnet ditunjukkan oleh jari-jari tangan kanan, arus listrik ditunjukkan oleh ibu jari maka arah gaya lorentz tegak lurus telapak tangan. Alat yang bekerja berdasarkan gaya lorentz adalah motor listrik (elektromotor) dan alat pengukur besaran listrik.

• Ibu jari = arah arus listrik (I).

• Keempat jari lainnya = arah medan magnet (B).

• Telapak tangan = arah gaya lorentz (F).

Baca Juga: 2 Contoh Soal Isotermal dalam Ilmu Fisika

Contoh Soal Gaya Lorentz

Contoh Soal Gaya Lorentz, Foto: Unsplash.

Agar lebih jelas mengenai gaya lorentz, berikut adalah contoh soal gaya lorentz dan pembahasannya yang bisa kamu jadikan sebagai referensi:

1. Sebuah kawat dengan panjang 1 m berarus listrik 10 A. Jika kawat diletakkan dalam medan magnet 0,01 T yang arahnya membentuk sudut 30° terhadap arah arus maka gaya magnet yang dialami kawat sebesar …

Pembahasan:

Diketahui:

L = 1 m

I = 10 A

B = 0,01 T

α = 30°

Ditanya: F = ?

Jawab:

F = B . I . L sin α

F = 0,01 T . 10 A . 1 m . sin 30°

F = 0,05 N

Jadi, gaya magnet yang dialami kawat adalah 0,05 N.

2. Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 6000 m/s memasuki medan magnet 2000 T. Jika arah kecepatan dan medan magnet membentuk sudut 30 derajat, maka gaya lorentz yang dialami elektron sebesar….

Pembahasan:

Diketahui:

q = -1,6×10-19 C (muatan elektron)

v = 6000 m/s

B = 2000 T

α = 30 derajat

Ditanya: F?

Jawab:

F = q.v.B.sin30

F = 1,6×10-19.6000.2000.1/2

F = 9,6 x 10-13 N

Jadi, gaya lorentz yang dialami elektron adalah 9,6 x 10-13 Newton.

3. Kawat yang panjangnya 500 cm berada di dalam medan magnet berkekuatan 20 T. Apabila arus listrik yang mengalir pada kawat itu adalah 2 A, maka berapakah gaya lorentz yang bekerja di kawat?

Pembahasan:

Diketahui:

L = 500 cm = 0,5 m

B = 20 T

I = 2 A

Ditanya: Berapa gaya lorentz yang bekerja di kawat?

Jawab:

F = BIL

= 20 T(2 A)(5 m)

= 200 N

Gaya lorentz yang bekerja di pada kawat tersebut sebesar 200 N.

Demikianlah pembahasan mengenai soal gaya lorentz yang bisa kamu jadikan sebagai referensi. Semoga bermanfaat dan selamat belajar.