anwarsigit.com – Gaya ??? Dalam fisika terdapat banyak sekali macam gaya, salah satunya adalah gaya Lorentz dan pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang gaya total Lorentz disini. Oleh karena itu, sebaiknya kita simak ulasan di bawah ini.
Pengertian Gaya Lorentz
Lorentz adalah nama sebuah kekuatan dalam fisika modern yang diambil dari nama belakang seorang fisikawan yang dibawa ke dunia di Arnhem Belanda bernama Hendrik Anton Lorentz. Fisikawan asal tempat yang terkenal dengan kincir angin ini meneliti kolaborasi pemandu pengangkut arus yang diletakkan di lapangan yang atraktif. Terlebih lagi, sebagai hasilnya dia menemukan cara untuk mengamati gaya yang kemudian disebut gaya Lorentz. Gaya ini kemudian banyak berguna untuk menggerakkan motor listrik untuk berbagai keperluan seperti kipas angin, blender, dll.
Menentukan Arah Gaya Lorentz
Dalam berbagai aplikasi masalah fisika kita sering menanyakan arah gaya Lorentz. Untuk menentukan arah gaya Lorentz, kita dapat menggunakan dua metode/aturan pilihan, yaitu aturan tangan kanan atau aturan poros ulir. Serupa dengan gambar di bawah ini!
Besar gaya Lorentz sebanding dengan kuat medan magnet, arus listrik, dan panjang kawat. Bila kedudukan gaya, kuat medan magnet dan arus listrik saling tegak lurus, maka besarnya gaya Lorentz bisa dirumuskan seperti yang ada dibawah berikut ini.
F = I.B sinθ
Rumus ini berlaku untuk panjang kawat 1 meter.
Perhitungan diatas adalah gaya Lorentz yang mempengaruhi kawat tiap satuan panjang. Jadi jika panjang kawat = ℓ , maka besar gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus :
F = I . ℓ . B . Sin θ
Keterangan :
F = gaya Lorentz dalam newton ( N )
I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
ℓ = panjang kawat dalam meter ( m )
B = kuat medan magnet (Wb/m2) atau tesla ( T )
θ = sudut antara arah I dan B
Dari rumus di atas ternyata jika besar sudut θ adalah :
- Θ = 900 , arah arus listrik dan medan magnet (I dan B) saling tegak lurus maka F mencapai maksimum
- Θ = 900 , arah arus listrik dan medan magnet (I dan B) saling sejajar maka F=0 atau kawat tidak dipengaruhi gaya Lorentz
Hubungan antara F , I dan B dapat lebih mudah dipelajari dengan menggunakan kaidah tangan kiri. Yaitu dengan mengangan-angankan jika ibu jari, jari telunjuk dan jari tangah kita bentangkan saling tegak lurus, maka :
- Ibu jari : menunjukan arah gaya Lorentz ( FL ) Arah gaya Lorentz
- Jari telunjuk : menunjukkan arah medan magnet (B)
- Jari tengah : menunjukkan arah arus listrik ( I )
Rumus Gaya Lorentz
Florentz = B I l sin α
Keterangan :
B = kuat medan magnet (Tesla)
I = kuat arus yang mengalir pada kawat (ampere)
l = panjang kawat (meter)
α = sudut yang dibentuk oleh B dan I
MENENTUKAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI GAYA MAGNET PADA SUATU PENGHANTAR
Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :
- kuat medan magnet (B)
- besar arus listrik (I)
- panjang penghantar (l)
sehingga dapat dirumuskan:
F = B . I . l
Keterangan :
F = gaya lorentz (N)
B = kuat medan magnet (Tesla)
I = kuat arus listrik (A)
L = panjang penghantar (m)
Dalam eksplorasi Oersted telah didemonstrasikan dampak aliran listrik pada kutub tarik menarik, bagaimana pengaruh kutub tarik menarik terhadap aliran listrik akan didemonstrasikan dari percobaan berikut: Sebuah kawat PQ dipasang diantara kutub magnet tapal kuda menjadi kawat dimana aliran listrik mengalir, ternyata kawat ditekuk ke satu sisi.
Fenomena ini menunjukkan bahwa medan tarik menarik memberikan daya pada aliran listrik, yang disebut Gaya Lorentz. Vektor-vektor gaya Lorentz tegak lurus terhadap I dan B. Penyaluran daya Lorentz tidak seluruhnya diatur dalam batu dengan tangan kanan. Jika bantalan bundar dari jari-jari tangan kanan sesuai dengan poros dari I ke B, maka arah ibu jari mewakili arah gaya Lorents.
Besar Gaya Lorentz
Hasil-hasil yang diperoleh dari percobaan menyatakan bahwa besar gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai :
F = B . I . l . sin a
Keterangan:
F = gaya Lorentz.
B = induksi magnetik medan magnet.
I = kuat arus.
L = panjang kawat dalam medan magnet.
a = sudut yang diapit I dan B.
Contoh Soal Gaya Lorentz
Sebuah kawat sepanjang 4 m dialiri arus sebesar 25 A. Kawat dipengaruhi oleh medan tarik menarik sebesar 0,06 Telsa yang membingkai titik 30º. terhadap kawat. Besarnya gaya Lorentz yang mengikuti kawat adalah ?
a.0,5 N c.0,6 N d.0,75 N
b. 3 N d. 1 N
Jawaban:
Diketahui
l = 4m
I = 25 A
B = 0,06 T
α = 30o
FL = B I l sin α
FL = 0,06 . 25. 4. sin 30º
FL = 3 N
Jadi besarnya gaya lorentz yang terjadi adalah 3 N.
