Gaya Lorentz – Pengertian, Rumus, Dan Contoh Soal

Posted on

Rumusbilangan.com- Pada bab kali akan di bahas tuntas materi mengenai 3 Rumus Gaya Lorentz – Pengertian Kaidah-Kaidahnya dan Contoh Soal gaya lorentz dan pembahasannya. Yuk di simak!

Gaya Lorentz
Gaya Lorentz

Pengertian Gaya Lorentz

Gaya Lorentz adalah gabungan antara 2 gaya yaitu: gaya elektrik dan gaya magnetik pada suatu medan elektromagnetik. Gaya Lorentz merupakan sebuah gaya yang dihasilkan oleh sebuah muatan listrik yang bergerak oleh sebuah arus listrik yang berada di dalam suatu medan magnet B.

Apabila ada sebuah penghantar yang di aliri arus listrik dan penghantar tersebut berada di dalam sebuah medan magnetik, maka akan timbul gaya yang disebut dengan nama gaya magnetik atau dikenal juga nama gaya lorentz.

Penemu Gaya Lorentz

Nama Lorentz adalah sebuah nama yang diambil dari nama belakang seorang ahli Fisika yang berasal dari Arnhem, Belanda, yaitu Hendrik Anton Lorentz. 

Hendrik Anton Lorentz meneliti tentang interaksi yaitu sebuah penghantar berarus yang diletakan di dalam sebuah medan magnet. Dari penelitian tersebut, akirnya menghasilkan sebuah gaya yang kemudian diberikan nama Gaya Lorentz.

Dari gaya inilah kemudian di temukan motor listrik yang berfungsi untuk menggerakan berbagai alat – alat yang bermanfaat seperti: kipas angin, blender, mesin cuci dan lain sebagainya.

Arah Gaya Lorentz

Arah dari gaya lorentz yaitu selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik (l) dan induksi magnetik yang ada (B). Arah dari gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet, B, seperti yang terlihat dalam rumusan sebagai berikut:

Baca Juga :   Pengertian Transformator Serta Fungsi, Jenis, Simbol, dan Prinsip Kerja

Dengan keterangan:

F yaitu gaya  (dalam satuan/unit newton)
B yaitu medan magnet (dalam unit tesla)
q yaitu muatan listrik (dalam satuan coulomb)
v yaitu arah kecepatan muatan (dalam unit meter per detik)
× yaitu perkalian silang dari operasi vektor.

Kemudian untuk gaya Lorentz yang dihasillkan oleh arus listrik, I, dalam suatu medan magnet (B), rumusnya akan terlihat sebagai berikut:

ketrangan:

F yaitu gaya yang di ukur dalam unit satuan newton
I yaitu arus listrik dalam ampere
B yaitu medan magnet dalam satuan tesla
yaitu perkalian silang vektor, dan
L yaitu panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter.

Rumus – Rumus Gaya Lorentz

Rumus Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus Listrik

Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus Listrik
Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus Listrik

Penjelasan:

Jika sebuah kawat penghatar dengan panjang l yang dialiri arus listrik sebesar I, kemudian kawat tersebut diletakkan pada daerah yang dipengaruhi oleh medan magnet B, maka kawat tersebut akan mengalami gaya Lorentz yang besarnya  dipengaruhi oleh besaran medan magnet, kuat arus dan sudut yang dibentuk oleh medan magnet dan arus listrik.

oleh karena itu Gaya Lorentz dirumuskan menjadi:

Florentz = B I l sin α

Keterangan:

B = kuat medan magnet (Tesla)
I = kuat arus yang mengalir pada kawat atau (ampere)
l = panjang kawat (meter)
α = sudut yang dibentuk dari B dan I

Rumus Gaya Lorentz Pada Kawat Sejajar Berarus Listrik

Gaya Lorentz Pada Kawat Sejajar Berarus Listrik
Gaya Lorentz Pada Kawat Sejajar Berarus Listrik

Penjelasannya:

Apabila ada dua buah kawat lurus berarus listrik yang diletakkan sejajar berdekatan pada sebuah medan magnet akan mengalami gaya Lorentz yang berupa gaya tarik menarik jika arus listrik pada kedua kawat tersebut searah dan gaya tolak menolak jika arus listrik pada kedua kawat tersebut berlawanan arah.

Baca Juga :   Asas Black - Pengertian, Bunyi, Rumus Dan Contoh Soal

Rumusnya:

rumus

 

Keterangan:

F1 = F2 = F = gaya tarik menarik atau tolak menolak dalam satuan Newton
μo = Permeabilitas vakum (4 π. 10-7 Wb/Am)
I1 = Kuat arus pada kawat A
I2 = Kuat arus pada kawat B
l = Panjang kawat penghantar
a = Jarak kedua kawat

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak dalam Medan Magnet

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak dalam Medan Magnet
Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak dalam Medan Magnet

Gaya lorentz tidak hanya dialami oleh kawat tetapi juga muatan listrik yang bergerak.

Jika mutan listrik q bergerak dengan kecepatan v di dalam sebuah medan magnet B, maka muatan listrik tersebut akan mengalami sebuah gaya Lorentz yang bersarnya dapat dirumuskan sebagai berikut:

Fl = q . v . B sin α

q = Muatan listrik (Coloumb)
v = Kecepatan gerak muatan (m/s)
B = Kuat medan magnet (T)
α = Sudut yang dibentuk dari v dan B

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh Soal 1:

Suatu kawat berarus listrik 10 A dengan arah ke atas berada dalam sebuah medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sebuah sudut 30o terhadap kawat.
Apabila panjang kawat 10 meter, tentukan besarnya gaya Lorentz yang akan dialami kawat:
Pembahasan:
Diketahui:
I = 10 A
B = 0,5 T
α = 30o
l = 10 m
Ditanya:
F = … ?
Maka:
F = I.l.B sin α = (0,5)(10)(10) sin 30o
F = 50(1/2) = 25 newton

Soal 2:

 Suatu muatan memiliki nilai massa 9,2 × 10-38 kg bergerak memotong secara tegak lurus medan magnetik 2 tesla.
Apabila muatan sebesar 3,2 × 10-9 C dan jari-jari lintasannya 2 cm.
Tentukan kecepatan muatan tersebut:
Pembahasan:
Diketahui:
m = 9,2 × 10-38 kg
B = 2 tesla
q = 3,2 × 10-9 C
R = 2 cm
= 2 × 10-2 m
Besarnya kecepatan muatan ialah:

 

 

 

 

 

 

Demikianlah pembahasan mengenai Gaya Lorentz. Semoga bermanfaat …

Artikel Lainnya: