Rumus Gaya Magnetik dan Contoh Soal

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Gaya Magnet. Apa sih itu Gaya Magnet? Dimana saja Gaya Magnet dapat timbul? Lalu apa saja aplikasi Gaya Magnet? Untuk menjawabnya, yuk simak penjelasan berikut!

Gaya Magnetik (Gaya Lorentz) adalah gaya yang timbul akibat adanya arus listrik dalam suatu medan magnet. Jadi, Gaya Lorentz terjadi ketika suatu konduktor yang berada dalam medan listrik dialiri oleh arus listrik.

A. Gaya Lorentz pada Kawat Penghantar Berarus

Ketika sebuah kawat penghantar diletakkan dalam medan magnet kemudian dialiri arus listrik, maka akan timbul gaya lorentz. Adapun persamaan gaya lorentz pada sebuah kawat berarus dapat ditulis seperti berikut:

: Sudut Apit antara Arah Arus dan Arah Induksi Magnetik B

Adapun arah gaya lorentz yang timbul dapat ditentukan menggunakan kaidah tangan kanan. Kaidah Tangan Kanan, berbunyi sebagai berikut:

Buka telapak tangan kanan dengan empat jari selain jempol dirapatkan. Arahkan keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan arah induksi magnetik B dan arahkan jempol hingga sesuai dengan arah kuat arus listrik I, maka gaya magnetik/gaya lorentz F yang dialami oleh konduktor akan sesuai dengan arah dorongan telapak tangan. Perhatikan gambar berikut!

B. Gaya Magnetik antara Dua Konduktor Lurus Panjang dan Sejajar

Perhatikan gambar berikut!

Dua kawat lurus yang dibuat sejajar dan terpisah sejauh a satu sama lain, masing kawat dialiri arus listrik I₁ dan I₂. P dan Q adalah titik tembus kawat pada bidang horizontal yang tegak lurus dengan kawat. Kawat I₁ akan menimbulkan induksi magnetik B₁ di titip Q. Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah B₁ tegak lurus dengan I₁. Besar Induksi Magnetik B₁ dapat dituliskan seperti rumus berikut:

Kawat berarus I₂ dalam medan magnet B₁ akan mengalami gaya magnetik F₁, yang arahnya ke kiri, seperti yang ditunjukkan gambar 2. Persamaan besar gaya persatuan panjang dapat ditulis seperti persamaan berikut:

Jika arus yang melalui kedua kawat sama besar (I₁ = I₂ = I), maka besar gaya tarik menarik antar kedua kawat lurus dapat dituliskan seperti rumus berikut:

Kedua kawat akan saling Tarik-Menarik jika kedua arus listriknya Searah, dan akan saling Tolak-Menolak jika kedua arus listriknya Berlawanan Arah.

Konsultasikan tugas kamu secara gratis melalui tombol berikut :

C. Gaya Magnetik pada Partikel Bermuatan Listrik

Kawat yang berarus dalam medan magnetik akan mengalami gaya magnetik. Arus listrik pada kawat dihasilkan oleh partikel bermuatan yang bergerak. Dengan demikian partikel bermuatan yang memasuki daerah medan magnetik pun mengalami gaya magnetik.

Besar gaya magnetik yang dialami partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnetik adalah berikut:

Keterangan :

= Sudut antara arah v dan arah B

Apabila partikel bermuatan positif, maka arah gaya magnetik yang dialami partikel searah dengan arah gaya F. Tetapi jika partikel bermuatan negatif, maka arah gaya magnetik yang dialami partikel berlawanan arah dengan gaya F. Hal tersebut juga sesuai kaidah tangan kanan.

D. Aplikasi Gaya Magnetik

Fisika merupakan pondasi dari perkembangan teknologi, hampir setiap perangkat teknologi menerapkan ilmu fisika. Seperti halnya dengan konsep Gaya Magnetik juga banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut beberapa perangkat teknologi yang memanfaatkan konsep Gaya Magnetik:

1. Galvanometer, adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur keberadaan arus listrik di dalam suatu rangkaian listrik.
2. Motor Listrik, adalah adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik/energi gerak.
3. Blood Flowmeter, adalah alat ukur kelajuan darah.
4. Spektrometer Massa, adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa atom.
5. Speaker, adalah alat pengeras suara seperti yang ada pada ponsel, earphone, televisi, dan yang lainnya.

Selain itu, masih banyak lagi perangkat teknologi yang menerapkan konsep Gaya Magnetik.

Contoh Soal

1. Sebuah kawat konduktor dengan panjang 10 cm dialiri oleh arus listrik sebesar 2 Ampere, jika besar medan magnet disekitar kawat tersebut adalah 0,5 T dan sudut apit antara arah arus dan arah induksi magnet adalah 90^o, maka besar Gaya Lorentz yang dialami kawat tersebut adalah . . .

2. Dua buah kawat lurus yang panjangnya 3 m berjarak 0,5 m satu sama lain. Kedua kawat dialiri arus yang sama besar dan arahnya berlawanan. Jika gaya yang timbul pada kawat 48 × 10^-7 N, tentukan kuat arus yang mengalir pada kedua kawat tersebut! ( )

Demikianlah pembahasan kita tentang Gaya Magnetik. Terima kasih, semoga bermanfaat.