Menentukan Kekuatan Kutub magnet batang dengan

profesorcilik.wordpress.com
KARYA ILMIAH
BIDANG FISIKA
JUDUL
MENENTUKAN KEKUATAN KUTUB-KUTUB MAGNET
BATANG
Oleh :
Adam Haidar
M. Hafiz
Guru pembimbing :
Tri M
2014
profesorcilik.wordpress.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah kutub-kutub magnet batang mempunyai
kekuatan gaya tarik yang sama atau berbeda. Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah serbuk besi halus, magnet batang dengan panjang 17 cm dan timbangan digital 0,01 gram.
Cara melakukan penelitian ini adalah dengan menimbang serbuk besi halus seberat 10,00 gram
sebanyak 10 kali. Lalu serbuk besi halus diletakkan di cawan kaca dan di ratakan. Setiap kutub magnet
dibungkus plastik dan didekatkan ke serbuk besi dalam cawan kaca. Kutub magnet dipegang dengan
tangan dengan posisi tegak lurus dan digerakkan ke semua permukaan serbuk besi. Serbuk besi yang
tertarik kutub magnet ditimbang kembali beratnya.
Berdasarkan lima kali pengukuran dan rata-rata berat serbuk yang ditarik kutub-kutub magnet
menunjukkan bahwa kutub selatan magnet batang lebih kuat gaya tariknya dibandingkan kutub utara
magnet batang. Kutub selatan magnet batang menarik 9,834 gram serbuk besi sedang kutub Utara
magnet menarik 9,756 gram.
ABSTRACT
This study aims to determine whether the poles of a bar magnet has a attractive force on the
same or different . Materials and tools used in this study is the fine iron powder, bar magnet with a
length of 17 cm and 0.01 gram digital scale .
How to do this research is to weigh the fine iron powder weighing 10.00 grams as much as 10
times. Then fine iron powder is placed in a glass dish and smooth. Each magnetic pole wrapped in
plastic and placing the iron powder in a glass dish. Magnetic poles held by hand in the upright position
and moved to all surfaces of iron powder. Iron filings are attracted magnetic poles weighed again.
Based on five times the measurements and the average weight of powder that attracted to
magnetic poles indicate that the south pole magnet stronger than the attractive force north pole magnet .
South pole magnet attract iron filings are 9.834 grams of the North pole magnets attract 9.756 grams .
profesorcilik.wordpress.com
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN
Kami menyatakan bahwa Karya Ilmiah yang berjudul “ Menentukan Kekuatan Kutub-Kutub
Magnet Batang.” ini sepenuhnya karya sendiri. Tidak ada bagian di dalamnya yang merupakan plagiat
dari karya orang lain dan saya tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang
tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan ini,
kami siap menanggung resiko/sanksi yang dijatuhkan kepada kami apabila kemudian ditemukan
adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain
terhadap keaslian karya saya ini.
Jakarta, 20 Desember 2014
(Adam H dan M.Hafiz)
profesorcilik.wordpress.com
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah swt yang telah memberikan rahmat dan nikmat
yang banyak, sehingga karya ilmiah ini selesai dikerjakan. Tidak lupa juga shalawat dan salam
diberikan kepada Nabi Muhammad saw yang telah memberikan pencerahan dalam kehidupan.
Laporan ini dibuat setelah dilakukan penelitian sederhana di Laboratorium Sains SMP AlJannah. Banyak hal yang kami dapatkan dari penelitian tersebut. Hal-hal yang kami peroleh dari
penelitian kami jadikan bahan untuk menyusun laporan ini. Penulis juga mengucapkan terimakasih
yang banyak kepada semua yang mendukung penelitian sederhana ini, terutama orang tua, guru-guru,
sekolah dan teman-teman yang tidak dapat disebutksn satu persatu. Penelitian dan penulisan ini
memang belum sempurna, maka itu kami mohon saran dan kritik dari pembaca agar karya ini menjadi
lebih baik dan berguna.
Jakarta, 20 Desember 2014
Penulis
profesorcilik.wordpress.com
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
….....................................................................................................
halaman
i
ABSTRAK ….................................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iii
DAFTAR ISI .................................................................................................................... iv
DAFTAR LAMPIRAN ….................................................................................................
7
Bab I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang ….............................................................................................................1
B. Rumusan masalah ............................................................................................................1
C. Tujuan penelitian …........................................................................................................1
Bab II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Magnet ........................................................................................................................... 2
Bab III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................................... 3
B. Alat Dan Bahan ......................................................................................................... 3
C. Metode Percobaan …................................................................................................ 4
BAB IV. HASIL
….......................................................................................................
4
Bab V. PEMBAHASAN …...............................................................................................
BAB VI. KESIMPULAN …...............................................................................................
5
6
DAFTAR PUSTAKA …......................................................................................................
7
profesorcilik.wordpress.com
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Magnet merupakan benda yang mempunyai medan magnet dan bisa menarik logam tertentu.
Magnet bisa dalam wujud magnet tetap atau wujud magnet sementara. Magnet yang ada sekarang ini
hampir semuanya adalah magnet buatan.
Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain,
yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi
dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan
oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S).
Kedua kutub ini merupakan tempat yang paling ujung dan dapat menarik benda sangat kuat. Walaupun
magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Jika kutub
dua magnet didekatkan sejenis atau kutub N bertemu N, maka akan terjadi tolak menolak. Sebaliknya
jika kutub dua magnet didekatkan tidak sejenis atau kutub N bertemu S, maka akan terjadi tarikmenarik. Bentuk magnet bermacam-macam, diantaranya ada yang berbentuk batang, jarum, silinder,
cincin/ring, lingkaran/keping, bola, tapal kuda, huruf U dan berbentuk lembaran.
Selama ini kekuatan kutub-kutub magnet belum diketahui, apakah kekuatan gaya tarik masingmasing kutub itu sama atau berbeda.
B. RUMUSAN MASALAH
Bagaimanakah cara menentukan kekuatan kutub-kutub magnet dengan cara sederhana ? Apakah
kedua kutub ( Utara dan Selatan) mempunyai gaya tarikyang sama atau berbeda ?
C. TUJUAN
Menentukan kekuatan kutub-kutub magnet batang dengan cara sederhana.
profesorcilik.wordpress.com
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Magnet
Magnet adalah benda yang mempunyai medan magnet dan bisa menarik magnet lain dan benda
lain. Berdasarkan asalnya, magnet dibagi menjadi dua kelompok, yaitu magnet alam dan magnet
buatan. Magnet alam adalah magnet yang ditemukan di alam, sedangkan magnet buatan adalah magnet
yang sengaja dibuat oleh manusia. Magnet buatan selanjutnya terbagi lagi menjadi magnet tetap
(permanen) dan magnet sementara.
Benda yang ditarik kuat oleh magnet disebut ferromagnetik. Termasuk golongan ferromagnetik
adalah besi, baja, kobalt dan nikel. Benda yang ditarik lemah oleh magnet disebut paramagnetik.
Bahan yang termasuk paramagnetik adalah alumunium dan platina. Benda yang mengalami tolakan
terhadap magnet disebut diamagnetik. Bahan yang termasuk golongan diamagnetik adalah bismuth,
timah dan molekul organik seperti bensin dan plastik. Benda magnetik yaitu benda yang dapat ditarik
magnet, sedangkan benda non magnetik yaitu benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet. Magnet
adalah logam atau batuan yang dapat menarik ferromagnetik seperti besi atau baja.
Magnet masih bisa menarik logam besi meskipun besi tersebut
dihalangi oleh lapisan
kertas/karet/plastik, asalkan medan magnet masih ada disekitar besi tersebut. Kemampuan ini disebut
juga daya tembus gaya magnet. Daya tembus benda di pengaruhi oleh beberapa faktor antara lain
ketebalan penghalang, jenis penghalang, kekuatan penghalang, serta jarak antara magnet dan benda.
Kekuatan gaya tarik magnet tidak sama di setiap sisinya. Medan magnet adalah area atau wilayah
dimana gaya magnet masih akan berpengaruh terhadap benda disekitarnya. Sehingga apabila kita
mendekatkan benda logam tertentu pada daerah medan magnet, maka logam tersebut akan tertarik oleh
magnet. Sedangkan apabila kita menempatkan logam tersebut di luar medan magnet, maka logam
tersebut tidak akan tertarik oleh magnet. Medan magnet paling kuat berada pada kutub-kutub magnet.
profesorcilik.wordpress.com
Kekuatan magnet ditentukan dari bahan pembuat magnet dan ukuran magnet. Dari bentuknya magnet
ada yang berbentuk batang, silinder, cincin/ring, lingkaran/keping, bola, tapal kuda, huruf U dan
berbentuk lembaran.
Ada tiga jenis magnet yang dikenal, yaitu magnet permanen, magnet sementara/temporer dan
elektromagnet. Magnet permanen adalah magnet yang memiliki sifat kemagnetan dengan jangka waktu
yang lama dan sulit untuk dihilangkan sifat kemagnetannya. Magnet permanen contohnya magnet
Neodymium, SmCo, Alnico, dan magnet Keramik/Ferit. Magnet Neodymium terbuat dari logam yang
jarang ada di bumi yaitu Neodymium, dicampur logam besi dan Boron. Magnet Neodymium
merupakan magnet yang paling kuat daya tarik magnetnya diantara magnet permanen lainnya, sehingga
magnet Neodymium disebut juga magnet Super Kuat. Magnet SmCo terbuat dari logam Samarium dan
Kobal. Magnet ini berada diurutan kedua yang paling kuat daya tarik magnetnya setelah magnet
Neodymium. Magnet Alnico terbuat dari logam Alumunium, Nikel dan Kobal. Sedang magnet keramik
atau magnet ferit merupakan magnet permanen yang paling lemah daya tarik magnetnya. Magnet ini
berwarna gelap atau hitam. Magnet ferit terbuat dari oksida besi dan barium/stronsium. Magnet
sementara yaitu magnet yang hanya memiliki sifat-sifat magnetik dalam jangka waktu tertentu sebelum
sifat kemagnetannya hilang atau dapat dengan sengaja dihilangkan. Contoh magnet sementara adalah
penjepit kertas atau paku yang ditempelkan ke magnet, penjepit kertas akan berubah menjadi magnet
sementara. Setelah beberapa lama penjepit kertas dilepaskan dari magnet, sifat magnet pada penjepit
kertas akan hilang. Sedangkan elektromagnet adalah magnet yang terbuat karena ada arus listrik, ia bisa
ditimbulkan dan dihilangkan sifat kemagnetannya. Cara sederhana membuat elektromagnet adalah
dengan melilitkan kabel tembaga ke sebuah paku, kedua ujung-ujung kabel ditempelkan ke kutub
positif dan negatif baterai. Kemudian salah satu ujung paku yang telah dililitkan kabel didekatkan ke
penjepit kertas. Maka paku akan berubah menjadi magnet dan menarik penjepit kertas. Contoh
elektromagnet adalah alat pengangkat mobil rongsokan ditempat pembuangan mobil. Magnet banyak
kegunaannya dalam kehidupan, seperti pada bel listrik/bel pintu, telepon, kartu ATM, kartu kredit, kartu
debit, mainan magnet, hardisk, speaker, mikrofon, gitar listrik, motor listrik, generator, mesin
kedokteran MRI, kompas, magnet lemari es, alat transportasi seperti kereta Maglev.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S).
Kedua kutub ini merupakan tempat yang paling ujung dan dapat menarik benda sangat kuat. Walaupun
magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Jika kutub
dua magnet didekatkan sejenis atau kutub N bertemu N, maka akan terjadi tolak menolak. Sebaliknya
profesorcilik.wordpress.com
jika kutub dua magnet didekatkan tidak sejenis atau kutub N bertemu S, maka akan terjadi tarikmenarik. Kekuatan gaya tarik kutub magnet bisa dilihat dari seberapa banyak atau berat logam besi
yang bisa ditarik.
III. METODE PENELITIAN
Metode Penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen atau percobaan.
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu Penelitian tanggal 11-15 Desember 2014 bertempat di Laboratorium Sains SMP Jakarta.
B. Alat Dan Bahan
Alat yang digunakan adalah timbangan digital 0,01 gram, penggaris, gerinda dan mata gerinda,
penjepit besi, saringan tepung dari stainless, magnet batang tebal 1 cm, lebar 2 cm dan panjang 17 cm,
plastik bening ukuran 4 x 6 cm, gelas plastik berukuran 50 ml, cawan kaca dan kardus.
Bahan yang digunakan adalah besi kotak
C. Metode Percobaan
Langkah-langkah percobaan
terdiri dari lima bagian, yaitu : Membuat Serbuk Besi,
Membersihkan dan Menyaring serbuk besi, Menimbang berat serbuk besi, Menempelkan kutub magnet
batang ke serbuk besi, dan menimbang berat serbuk yang menempel disetiap kutub sebanyak 5 kali.
a. Membuat serbuk besi
Besi kotak dijepit dengan penjepit besi. Didepan besi yang sudah dijepit disiapkan kardus untuk
menangkap serpihan serbuk besi. Serbuk besi diperoleh dengan cara menggerinda besi kotak dengan
mesin gerinda tangan.
b. Membersihkan dan menyaring serbuk besi
Serbuk besi yang didapat dibersihkan dari berbagai kotoran seperti serbuk mata gerinda dengan diambil
oleh magnet yang dibungkus plastik dan dipisahkan dari kotoran bukan besi sebanyak 3 kali
pembersihan. Sehingga tidak ada lagi benda asing selain besi. Lalu serbuk besi disaring dengan
saringan tepung.
c. Menimbang berat serbuk besi
Dengan Timbangan digital 0,01 gram, ditimbang berat serbuk besi 10 gram sebanyak 10 kali dan
diletakan di cawan kaca. Kemudian serbuk besi di ratakan di dalam cawan kaca.
profesorcilik.wordpress.com
d. Menempelkan kutub magnet batang ke serbuk besi
Magnet batang yang panjangnya 17 cm, salah satu kutubnya di bungkus plastik. Misalnya yang
ada huruf N, setelah dibungkus plastik didekatkan secara tegak
lurus ke dalam serbuk besi di dalam cawan kaca. Ketika menempel di serbuk besi, magnet
batang digerak-gerakan secara tegak lurus hingga semua permukaan cawan kaca yang berisi
serbuk besi terkena kutub magnet. Hal yang sama dilakukan untuk kutub yang ada huruf S nya.
Lakukan dengan magnet batang lainnya sampai 10 kali, kutub N 5 kali dan kutub S 5 kali.
e. Menimbang berat serbuk yang menempel disetiap kutub sebanyak 5 kali
Setelah menempelkan kutub-kutub magnet ke serbuk besi, plastik di lepaskan dari kutub magnet dan
serbuk besi di tampung ke dalam gelas plastik. Dari kutub N di timbang kembali serbuk besi yang
tertarik dan dari kutub S juga. Data pengukuran di masukkan dalam tabel.
IV. HASIL
Setelah setiap kutub-kutub magnet menarik serbuk besi, ditimbang berat serbuk yang tertarik
oleh masing-masing kutub. Hasil pengamatan dan pengukuran berat serbuk besi yang tertarik oleh
setiap kutub disajikan pada tabel di bawah ini :
Berat serbuk sebelum dan setelah di tarik kutub-kutub magnet dalam gram
Percobaan ke-
Berat serbuk sebelum
didekatkan kutub magnet
Berat serbuk besi yang ditarik
Kutub Utara
Berat serbuk besi yang ditarik
Kutub Selatan
1
10,00
9,73
9,94
2
10,00
9,65
9,81
3
10,00
9,71
9,74
4
10,00
9,71
9,75
5
10,00
9,98
9,93
Berat rata-rata
10,00
9,756
9,834
Data tabel diatas bila diubah menjadi grafik adalah sebagai berikut :
profesorcilik.wordpress.com
Perbandingan Berat Serbuk Besi yang ditarik Kutub Utara dan Selatan Magnet
10.1
10
gram
9.9
9.8
9.7
9.6
9.5
9.4
1
2
3
4
5
percobaan
Kutub Utara
Kutub Selatan
V. PEMBAHASAN
Percobaan ini menunjukkan bahwa kutub-kutub magnet batang menarik serbuk besi tidak sama
kuatnya. Kutub selatan magnet rata-rata menarik lebih kuat dibandingkan kutub utara. Kutub selatan
magnet batang rata-rata menarik serbuk besi halus seberat 9,834 gram, sedangkan kutub utara rata-rata
menarik serbuk besi seberat 9,756 gram. Meskipun perbedaannya kecil sekali, yaitu sekitar 0,078 gram
atau 7,8 miligram. Persentase perbedaan gaya tarik kedua kutub hanya 0,0079 %. Hal ini juga
membuktikan bahwa gaya tarik kutub-kutub magnet berbeda, kutub selatan magnet menarik lebih kuat
dibandingkan
kutub utara.
Perbedaan rata-rata gaya tarik kedua kutub magnet batang dapat di
tampilkan dengan grafik dibawah ini.
profesorcilik.wordpress.com
Rata-rata berat serbuk besi yang ditarik kutub-kutub magnet batang
9.86
9.834
9.84
9.82
gram
9.8
9.78
9.76
9.756
9.74
9.72
9.7
Kutub Utara
Kutub Selatan
VI. KESIMPULAN
1. Kekuatan kutub-kutub magnet batang bisa dibedakan dengan serbuk besi yang halus.
2. Kutub Selatan magnet batang lebih kuat gaya tariknya dibandingkan kutub Utara magnet
batang. Hal ini di buktikan dengan serbuk besi yang lebih banyak ditarik oleh kutub selatan
magnet batang dibandingkan kutub utara magnet batang .
DAFTAR PUSTAKA
1. Gianopoulos, A, 2008, Kisah Menarik Tentang Magnet Bersama MaxAxiom, Buana Ilmu
Populer, Jakarta.
2. Kanginan, M, 2008, Fokus Fisika Siap UN untuk SMP, Erlangga, Jakarta.
3. Cayne, B, dkk, 2005, Ilmu Pengetahuan Populer jilid 5, Widyadara, Jakarta
profesorcilik.wordpress.com
4. http://id.wikipedia.org/wiki/Magnet. Diakses pada tanggal 9 Desember 2014
5. Kuswanti, dkk, 2008. Ilmu Pengetahuan Alam kelas IX, Pusat Perbukuan Departemen
Pendidikan Nasional.
6. Ganawati, dkk, 2008, Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam, Pusat Perbukuan Departemen
Pendidikan Nasional.
7. Wariyono, dkk, 2008, Mari Belajar Ilmu Alam Sekitar, Pusat Perbukuan Departemen
Pendidikan Nasional.
Lampiran
profesorcilik.wordpress.com
Besi dijepit untuk diambil serbuk besinya dengan alat gerinda
Serbuk besi yang terkumpul dari besi kotak yang digerinda
Saringan untuk menyaring serbuk besi
profesorcilik.wordpress.com
Timbangan digital 0,01 gram yang digunakan untuk menimbang berat serbuk besi
Menimbang serbuk besi seberat 10,00 gram sebanyak 10 kali
Serbuk besi setelah di timbang diletakan di dalam cawan kaca dan diratakan
profesorcilik.wordpress.com
Magnet batang yang digunakan dengan tebal 1 cm, lebar 2 cm dan panjang 17 cm.
Menempelkan kutub N (Utara) magnet ke serbuk besi, magnet diangkat dan ditimbang berat serbuk
yang tertarik
Menempelkan kutub S (Selatan) magnet ke serbuk besi, magnet diangkat dan ditimbang berat serbuk
yang tertarik
profesorcilik.wordpress.com