Rumus gaya Lorentz masuk dlm pembahasan pelajaran fisika. Secara sederhana rumus ini menjumlah nilai gaya yg muncul akibat arus listrik pada suatu luas penampang. Kamu pernah mencicipi sengatan listrik saat memegang suatu benda?
Bisa jadi tengah terjadi aliran listrik yg pula melibatkan gaya Lorentz didalamnya. Karenanya ananda bisa memperoleh banyak sekali jenis penerapan gaya ini pada benda sekitar yg dipakai setiap harinya. Penasaran terkait gaya satu ini? Kami punya pembahasannya.
Penemu Gaya Lorentz
Gaya Lorentz pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan berkebangsaan Belanda bernama Hendrik Antoon Lorentz. Atas penemuannya ini ia diberikan penghargaan berupa Nobel Sains utamanya bidang Fisika pada tahun 1902.
Lorentz menempuh pendidikan sainsnya di universitas Leiden di Belanda. Karena penemuannya terkait gaya yg ditimbulkan muatan listrik kesudahannya banyak orang kini mendapatkan aneka macam jenis akomodasi di kesehariannya.
Baca: Medan Magnet
Pengertian Gaya Lorentz
Gaya Lorentz adalah suatu gaya yg timbul akhir pergerakan muatan listrik yg dipicu oleh arus listrik berlawanan dlm satu medan magnet yg sama. Lebih spesifiknya partikel listrik pada medan homogen akan menciptakan suatu gaya.
Baca: Listrik Statis
Arah Gaya Lorentz
Gaya yg timbul akhir pergerakan partikel listrik pada bidang homogen punya pola & arah yg senantiasa sama yakni tegak lurus. Arah gaya Lorentz ini akan selalu sama jikalau dilihat dr arah kuat arus listrik (I).
Perlu dikenang muatan positif arah geraknya akan searah dgn arus listrik. Sebaliknya, muatan negatif gerakannya akan bertentangan dgn arah arus listrik. Jangan hingga salah memilih arah berdasar jenis muatan, ya.
Kaidah Tangan Kanan
Rumus gaya Lorentz telah lama identik dgn kaidah ajun. Kaidah ini bersahabat kaitannya dgn penentuan arah gaya yg berpeluang muncul. Untuk menggunakannya ananda mampu memposisikan tangan mirip bentuk pistol berikut ini:
Berangkat dr pernyataan gaya Lorentz mensugesti gerak sebuah partikel yg menyimpang searah, maka kaidah tangan kanan ini sudah lama banyak dipakai. Arah muatan gaya yg ditunjukkan oleh gaya Lorentz dapat diputuskan lewat kaidah ini.
Pertama, arah gaya Lorentz akan diwakili oleh jempol yg menunjuk arah gayanya (F), lalu disertai telunjuk posisinya menunjuk arah medan magnet (B), sedangkan jari tengah menunjuk pada arah medan listrik (I).
Baca: Listrik Dinamis
Rumus Gaya Lorentz
Setelah berkenalan dgn pengertian, arah hingga kaidah ajudan, saatnya ananda mengenal rumus Lorentz. Rumus ini cukup singkat dgn keterangan yg beragam. Berikut bentuk rumus yg mampu ananda gunakan.
F = q(v.B)
Keterangan rumus:
F = gaya (N)
B = medan magnet (tesla)
Q = muatan listrik (c)
V = arah kecepatan muatan (m/s)
Ada pula rumus yang lain yg mampu dipakai untuk mencari jumlah besar lengan berkuasa arus listrik yg ditimbulkan oleh gaya Lorentz. Rumus ini pula mampu dipakai untuk mencari nilai gaya yg ternyata ditimbulkan oleh listrik (I) pada suatu penampang magnet (B). Rumusnya yaitu:
F = IL.B
F = gaya (N)
I = arus listrik (a)
B = medan magnet (tesla)
L = panjang penampang yg dialiri listrik (m)
Contoh Penggunaan Gaya Lorentz dlm Kehidupan Sehari-hari
Tanpa disadari gaya Lorentz bahwasanya banyak dipakai dlm kehidupan sehari-hari. Gaya ini pada umumnya tertanam dlm mesin. Lewat gaya ini tak jarang mesin mampu hidup & dioperasikan dgn baik. Contoh penggunaan rumus gaya Lorentz yakni:
- Mesin basuh
- Blender
- Speaker
- Bor listrik
- Galvanommeter
- Mesin motor listrik
Ada banyak contoh penggunaan gaya Lorentz lain yg bisa ditemukan dlm barang sehari-hari. Bahkan berkat gaya ini ananda mampu menikmati aneka macam penemuan yg membuat lebih mudah kegiatan keseharian. Bisa peroleh teladan penerapan gaya Lorentz pada alat lainnya?
Baca: Hukum Coulomb
Contoh Soal Gaya Lorentz
Beralih ke contoh soal gaya Lorentz, teladan soal dgn bahan ini bisa dibuat dgn inti persoalan yg cukup bermacam-macam. Karenanya ananda harus terbiasa menyelesaikan banyak sekali jenis permasalahan dgn menggunakan dasar rumus gaya Lorentz. Berikut acuan soalnya.
Contoh Soal 1
Sebuah penampang kawat mempunyai panjang 2 m dgn arus listrik sebesar 40 A. Bila penampang kawat akan diletakan pada medan magnet sebesar 0.02 T dgn arah sudut 30 derajat, maka berapa nilai gaya magnet yg terjadi pada kawat?
Dik:
L = 2 m
I = 40 A
B = 0,02 T
θ = 40
Dit: F?
Jawab:
F = B.I.L.sin30
F = 0,02.40.2.sin30
F = 19.2 N
Jadi, besar gaya Lorentz yg terjadi pada penampang kawat sebesar 19.2 Newton.
Contoh Soal 2
Andi menemukan kawat berbentuk lurus & mempunyai arus listrik sebesar 8 A, sementara kawat berada dlm medan magnet 2 T. Arah tersebut ternyata tegak lurus dgn arus. Bila gaya Lorentz yg terjadi pada kawat sebesar 8 N berapa panjang kawat yg Andi peroleh?
Dik:
I = 8 A
B = 2 T
F = 8 N
θ = 90 (alasannya medan magnet tegak lurus dgn arus)
Dit: L?
Jawab:
F = B.I.L.sin90
L = F/(B.I.sin90)
L = 8/(2.8.1)
L = ½ m
Kaprikornus, panjang kawat dgn gaya Lorentz sebesar 8 N yg ditemukan Andi adalah ½ meter.
Contoh Soal 3
Ditemukan partikel elektron yg bergerak dlm kecepatan 12.000 m/s. Partikel memasuki area medan magnet sebesar 4000 T. Apabila medan magnet & kecepatan arus partikel membentuk sudut 30 derajat berapakah nilai gaya Lorentz yg sudah dialami oleh partikel elektron?
Dik:
q = -1,6×10-19 C (muatan elektron)
v = 12.000 m/s
B = 4000 T
θ = 30 derajat
Dit: F?
Jawab:
F = q.v.B.sin30
F = 1,6×10-19.12000.4000.1/2
F = 3,84 x 10-13 N
Jadi, nilai gaya Lorentz yg sudah dialami oleh partikel elektron ialah 3,84 x 10-13 Newton.
Contoh Soal 4
Ditemukan partikel elektron yg bergerak dlm kecepatan 10.000 m/s. Partikel memasuki area medan magnet sebesar 5000 T. Apabila medan magnet & kecepatan arus partikel membentuk sudut 30 derajat berapakah nilai gaya Lorentz yg sudah dialami oleh partikel elektron?
Dik:
q = -1,6×10-19 C (muatan elektron)
v = 10.000 m/s
B = 5000 T
θ = 30 derajat
Dit: F?
Jawab:
F = q.v.B.sin30
F = 1,6×10-19.10000.5000.1/2
F = 3,6 x 10-13 N
Kaprikornus, nilai gaya Lorentz yg sudah dialami oleh partikel elektron ialah 3,6 x 10-13 Newton.
Contoh Soal 5
Andi mendapatkan kawat berupa lurus & memiliki arus listrik sebesar 2 A, sementara kawat berada dlm medan magnet 2 T. Arah tersebut ternyata tegak lurus dgn arus. Bila gaya Lorentz yg terjadi pada kawat sebesar 4 N berapa panjang kawat yg Andi temukan?
Dik:
I = 2 A
B = 2 T
F = 4 N
θ = 90 (sebab medan magnet tegak lurus dgn arus)
Dit: L?
Jawab:
F = B.I.L.sin90
L = F/(B.I.sin90)
L = 4/(2.2.1)
L = 1.0 m
Kaprikornus, panjang kawat dgn gaya Lorentz sebesar 4 N yg didapatkan Andi yakni 1.0 meter
Rumus gaya Lorentz nyatanya banyak dipakai untuk dapat menghidupkan aneka macam jenis alat elektronik. Walaupun rumusnya singkat ananda mampu memperoleh aneka macam kasus soal dgn pencampuran perkiraan trigonometri.