Contoh Soal Gaya Lorentz
Contoh Soal Gaya Lorentz - Sebuah muatan yang bergerak di dalam pengaruh medan magnet akan mengalami suatu gaya yang disebut gaya magnet. Gaya magnet tersebut dinamakan Gaya Lorentz. Nama Lorentz diambil dari penemunya, yaitu seorang fisikawan asal Belanda yang bernama Hendrik Anton Lorentz (1853–1928). Lorentz melakukan penelitian untuk menyederhanakan teori Maxwell dan menghasilkan beberapa teori, salah satunya adalah transformasi Lorentz.
Berdasarkan teori tersebut, Lorentz berhasil menentukan gaya magnet yang terjadi pada penghantar arus listrik yang berada dalam medan magnet. Lorentz menyimpulkan bahwa besar gaya yang ditimbulkan berbanding lurus dengan kuat arus, kuat medan magnet, panjang kawat, dan sudut yang dibentuk oleh arah arus listrik dengan arah medan magnet. Secara matematis, gaya Lorentz dirumuskan seperti berikut.
Keterangan:
Fl = gaya magnet atau gaya Lorentz (N);
l = panjang kawat penghantar (m);
I = kuat arus istrik melalui penghantar (A);
B = medan magnet (Wb/m2); dan
α = sudut terkecil yang dibentuk antara I dan B.
Fl = gaya magnet atau gaya Lorentz (N);
l = panjang kawat penghantar (m);
I = kuat arus istrik melalui penghantar (A);
B = medan magnet (Wb/m2); dan
α = sudut terkecil yang dibentuk antara I dan B.
Jika kawat penghantar berarus membentuk sudut 90o terhadap arah arus, maka besar gaya Lorentz yang dialami adalah sebagai berikut.
Gaya Lorentz merupakan besaran vektor, sehingga mempunyai nilai dan arah. Arah gaya Lorentz tidak searah dengan medan magnetnya maupun arah arusnya, melainkan tegak lurus terhadap keduanya. Arah gaya Lorentz dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan, seperti pada gambar di bawah ini.
Arah arus listrik (I) ditentukan oleh ibu jari, arah medan magnet (B) ditentukan oleh empat jari lain, dan arah gaya Lorentz ditentukan oleh arah telapak tangan.
Arah arus listrik (I) ditentukan oleh ibu jari, arah medan magnet (B) ditentukan oleh empat jari lain, dan arah gaya Lorentz ditentukan oleh arah telapak tangan.
SOAL 1
Menurut persamaan gaya Lorentz, pernyataan berikut ini benar, kecuali ....
SOAL 2
Suatu kawat penghantar dialiri arus listrik 10 A secara tegak lurus terhadap medan magnet 20 T. Jika gaya Lorentz yang ditimbulkan 50 N, maka panjang kawat penghantar tersebut adalah ...
SOAL 3
Suatu kawat penghantar memiliki medan magnet 50 T dan membentuk sudut 30oterhadap arus listrik 15 A. Jika panjang kawat penghantar tersebut 10 m, maka gaya Lorentz yang dialami kawat adalah ....
SOAL 4
Arus listrik mengalir pada suatu penghantar dari barat ke timur atau tegak lurus medan magnet seperti gambar di bawah ini.
Berdasarkan gambar di atas, arah gaya Lorentznya adalah ....
Berdasarkan gambar di atas, arah gaya Lorentznya adalah ....
SOAL 5
Suatu kawat penghantar memiliki panjang 20 m dan dialiri arus listrik 2 A. Arus listrik tersebut tegak lurus dengan medan magnet 0,5 T. Gaya Lorentz yang dialami kawat adalah ....
SOAL 6
Pernyatan berikut ini yang benar tentang gaya Lorentz adalah ....
SOAL 7
Suatu kawat penghantar membentuk sudut 60oterhadap medan magnet sebesar 10 T. Gaya Lorentz yang dihasilkan adalah 1200 N. Jika panjang kawat penghantar tersebut adalah 2 m, maka kuat arus yang mengalir adalah sebesar ....
SOAL 8
Suatu kawat penghantar memiliki gaya magnet 200 N. Jika kawat tersebut memiliki panjang 10 m dan dialiri arus 2 A yang tegak lurus medan magnet, maka besar medan magnetnya adalah ....
SOAL 9
Jika suatu medan magnet yang tegak lurus arus listrik diperbesar menjadi 5 kali semula dan besaran yang lain dianggap tetap, maka ....
SOAL 10
Suatu kawat penghantar memiliki panjang 20 m. Arus listrik yang mengalir pada kawat penghantar adalah 2 A. Jika medan magnetnya 10 T dan tegak lurus arus listrik, maka besar gaya Lorentznya adalah ....