Laporan Pendahuluan.

GAYA LORENTZ
A. Tujuan Percobaan
1. Mengamati adanya gaya Lorentz pada penghantar kawat lurus di sekitar medan
magnet.
2. Menentukan arah gaya Lorentz dengan kaidah tangan kanan.
3. Menghitung besarnya gaya Lorentz.
4. Menghitung besarnya hambatan pad kawat yang dialiri arus listrik.
B. Alat-Alat
1. Sumber arus (baterai/power supply)
2. Kawat kumparan
3. Switch on/off
4. Sepasang magnet batang
5. Kabel penghubung
6. Amperemeter
7. Papan penampang
C. Teori
Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak
atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet (B). Arah 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 rumus berikut:
Keterangan: F = gaya (Newton)
B = medan magnet (Tesla)
q = muatan listrik ( Coulomb)
v = arah kecepatan muatan (m/t)
Sebuah partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam daerah medan magnet
homogen akan mendapatkan gaya. Gaya ini juga dinamakan gaya Lorentz. Gerak
partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah
gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan
kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B.
Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz .
Jari
telunjuk, menunjukkan arah medan magnet ( B ).
Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik ( I ).
Untuk muatan positif arah gerak searah dengan
arah arus, sedang untuk muatan negatif arah gerak
berlawanan dengan arah arus.
Jika besar muatan q bergerak dengan
kecepatan v, dan I = q/t maka persamaan gaya
Lorentz untuk kawat dapat dituliskan :
F  B  I  L sin
 B  q  L  sin
t
 B  q  L  sin
t
 B  q  v  sin
Karena L  v
t
Sehingga besarnya gaya Lorentz yang dialami oleh sebuah muatan yang bergerak
dalam daerah medan magnet dapat dicari dengan menggunakan rumus :
F  B  q  v  sin
Keterangan: F = gaya Lorentz dalam newton ( N )
q = besarnya muatan yang bergerak dalam coulomb ( C )
v = kecepatan muatan dalam meter / sekon ( m/s )
B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
θ = sudut antara arah v dan B
Bila sebuah partikel bermuatan listrik bergerak tegak lurus dengan medan
magnet homogen yang mempengaruhi selama geraknya, maka muatan akan bergerak
dengan lintasan berupa lingkaran. Sebuah muatan positif bergerak dalam medan
magnet B (dengan arah menembus bidang) secara terus menerus akan membentuk
lintasan lingkaran dengan gaya Lorentz yang timbul menuju ke pusat lingkaran.
Demikian juga untuk muatan negativ. Persamaan-persamaan yang memenuhi pada
muatan yang bergerak dalam medan magnet homogen sedemikian sehinga
membentuk lintasan lingkaran adalah :
Gaya yang dialami akibat medan magnet : F = q . v . B
Gaya sentripetal yang dialami oleh partikel : Dengan menyamakan kedua persamaan
kia mendapatkan persamaan :
mv
R
Bq
Keterangan: R = jari-jari lintasan partikel dalam meter ( m )
m = massa partikel dalam kilogram ( kg )
v = kecepatan partikel dalam meter / sekon ( m/s )
B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
q = muatan partikel dalam coulomb ( C )
D. Cara Kerja
1. Menyusun alat- alat.
2. Mengaliri kawat penghantar dengan arus listrik dari sumber arus/tegangan
(baterai/power supply) dengan besar tegangan tertentu.
3. Mengamati arah dari gaya Lorentz yang terjadi.
4. Menentukan jarak magnet dari kawat berarus.
5. Mencatat besar arus listrik yang mengalir yang ditunjukkan ampermeter, lakukan
hingga beberapa kali.
6. Mengulangi langkah diatas untuk arah arus listrik dan besar tegangan berbeda.
E. Tugas Pendahuluan
1. Apakah pengaruh kuat arus dan kuat medan magnet terhadap gaya magnetik ?
Jawab :
Jika sebuah penghantar yang dialiri arus listrik berada dalam magnetik, maka
penghantar itu akan mengalami gaya magnetik. Gaya magnetik F selalu tegak
lurus pada arus I dan arah arah induksi magnetik B. yang dinyatakan dengan
persamaan F  B  I  L sin .
2. Jelaskan cara menentukan arah gaya Lorentz dengan menggunakan aturan kaidah
tangan kanan ?
Jawab :
Adapun cara untuk menentukan arah gaya lorentz dengan menggunakan aturan
kaidah tangan kanan adalah :
“Bila tangan kanan dibuka dengan ibu jari menunjukkan arah arus (I) dan
keempat jari lain dirapatkan menunjukkan arah medan magnet (B), maka arah
keluar telapak tangan menunjukkan araha gaya Lorentz.”
3. Jelaskan secara singkat prinsip kerja sebuah galvanometer !
Jawab :
Dalam mengukur kuat arus listrik, galvanometer bekerja berdasarkan prinsip
bahwa sebuah kumparan yang dialiri arus listrik dapat berputar ketika diletakkan
dalam suatu daerah medan magnetik. Pada dasarnya, kumparan terdiri dari banyak
lilitan kawat. Sebuah galvanometer yang digantung di antara kutub utara dan
selatan sebuah magnet U dan berputar bebas terhadap poros vertikal. Pada poros
terpasang terpasang sebuah jarum penunjuk sebuah pegas. Ketika aru dialirkan
pada kumparan, kopel magnetik akan memutar kumparan, seperti yang telah kita
ketahui kumparan hanya dapat berputar maksimal seperempat putaran, sampai
kedudukan kumparan tegak lurus terhadap medan magnet.
4. Setiap kawat berarus yang diletakkan dalam medan magnet selalu mengalami
Gaya Lorentz, benarkah pernyataan ini ? jelaskan !
Jawab:
Benar, karena apabila seutas kawat menyalurkan arus dalam medan magnet,
terdapat gaya pada kawat tersebut yang sama dengan penjumbelahan gaya
magnetik pada partikel bermuatan yang geraknya menghasilkan arus.
LAPORAN PENDAHULUAN
GAYA LORENTZ
Nama Pratikan
: Dewi Ratna Ningsih
NIM
: 0901135013
Kelompok
:2
PF
: Gaya Lorentz
Tanggal Percobaan : 6 Juli 2010
Nama Asisten
: Diana
Program Studi Pendidikan Fisika
Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan
Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. Hamka
2009/2010