Cara Menghitung Gaya Lorentz

Bagi siswa kelas 9 yang belajar IPA akan menjumpai materi yang membahas tentang Magnet dan Listrik dan terdapat perhitungan rumus Gaya Lorentz.

Untuk lebih jelasnya proses penentuan arah gaya Lorentz berdasarkan hasil temuan dari Hans Cristian Oersted. Hans merupakan seorang ilmuan asal Denmark yang mengemukakan eksperimen ini. 

Silahkan simak cerita singkatnya.

Hans Cristian Oersted

Hans Christian Ørsted (lahir di Rudkøbing, Denmark, 14 Agustus 1777 – meninggal di Kopenhagen, Denmark, 9 Maret 1851 pada umur 73 tahun) adalah seorang ahli fisika dan kimia Denmark, yang dipengaruhi pemikiran Immanuel Kant. Pada 1820 ia menemukan hubungan antara listrik dan magnetisme dalam eksperimen yang sangat sederhana. Ia menunjukkan bahwa kawat yang dialiri arus listrik dapat menolak jarum magnet kompas. Ørsted tidak menawarkan penjelasan yang memuaskan untuk fenomena ini. Ia pun tidak mencoba menghadirkan fenomena tersebut dalam kerangka matematis.

Ørsted bukanlah orang pertama yang menemukan bahwa listrik dan magnetisme itu berkaitan. Ia didahului delapan belas tahun sebelumnya oleh Gian Domenico Romagnosi, seorang cendekia hukum Italia. Catatan tentang penemuan Romagnosi diterbitkan pada 1802 di koran Italia, tetapi tak teperhatikan oleh masyarakat ilmiah. Pada 1825 Ørsted memberi sumbangan penting bagi kimia dengan memproduksi aluminium untuk pertama kali.

Gaya Lorentz adalah gaya (dalam bidang fisika) yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet, B. Jika ada sebuah penghantar yang dialiri arus listrik dan penghantar tersebut berada dalam medan magnetik maka akan timbul gaya yang disebut dengan nama gaya magnetik atau dikenal juga nama gaya lorentz. Arah dari gaya lorentz selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik (l) dan induksi magnetik yang ada (B). Arah gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet, B.

Sebelumnya kamu pernah mengetahui penemuan yang sudah dilakukan Hans Christian Oersted mengenai kawat penghantar yang dialiri arus listrik lalu menimbulkan medan magnet. Bagaimana jika kawat ini berada di dalam medan magnet? Apa efek yang timbul jika garis-garis gaya magnet saling berinteraksi? Rumus Gaya Lorentz yang dilambangkan dengan huruf (F).

Penelitian ini menghasilkan istilah Gaya Lorentz, yaitu gaya yang timbul akibat interaksi penghantar berarus dalam medan magnet. Gaya ini mempunyai arah tertentu. Penentuan arah gaya tersebut dikenal sebagai kaidah tangan kanan. Kaidah ini menempatkan ketiga jari, yaitu ibu jari,  jari telunjuk, dan jari tengah dengan posisi saling tegak lurus.

 Menentukan gaya Lorentz dengan kaidah tangan kanan

Persamaan besarnya Gaya Lorentz sebagai berikut.

Rumus : F=B.I.l

Keterangan:

F = Gaya lorentz (N)

B = Kuat medan (T)

I = Kuat arus (A) (ket * I = Huruf "i" besar)

l = Panjang kawat (m) (Ket* l = Huruf "el" kecil)

Penerapan Gaya Lorentz dalam kehidupan sehari-hari:

Motor listrik

Alat ukur listrik seperti amperemeter, voltmeter, dan multimeter.

Contoh soal dan penyelesaiannya :

Soal : 

Sebuah kawat sepanjang 20 cm mengalami gaya Lorentz sebesar . Jika kuat arus yang mengalir pada kawat sebesar 2 mA (meli amphere), berapa medan magnet yang memengaruhi kawat?

Peneyelesaian:  

Diketahui:

 l = 20 cm = 0,2 m

F =  

I = 2 mA = 

Ditanyakan: B = ....?

Jawab : 

F=B.I.l

B= F/I.l

B = /. (0,2 m)

=  (Tesla)

Jadi, medan magnet yang memengaruhi kawat sebesar : T

Sekian cara menghitung rumus gaya lorentz. Jika ada yang kurang dimengerti, semoga dapat bermanfaat untuk anda sekalian.

Share this post