Contoh Soal Gaya Lorentz dan Pembahasannya untuk Pelajar SMP
Contoh soal gaya lorentz menjelaskan tentang fenomena elektromagnetik yang muncul saat suatu benda bermuatan bergerak melalui medan magnet. Hukum ini pertama kali dirumuskan oleh fisikawan Belanda, Hendrik Lorentz pada awal abad ke-20 sebagai bagian upaya menjelaskan perilaku partikel bermuatan seperti elektron dalam medan elektromagnetik.
Gaya lorentz merupakan salah satu materi yang penting dipelajari dalam materi Fisika. Gaya lorentz ditemukan oleh Herdik Antoon Lorentz pada tahun 1853-1928. Gaya lorentz timbul karena ada arus listrik dalam medan magnet. Pada dasarnya, gaya lorentz merupakan gabungan antara gaya listrik dan magnetik di suatu medan elektromagnetik.
Penting untuk dicatat bahwa gaya lorentz memainkan peran krusial dalam teori relativitas khusus Albert Einstein yang merumuskan kembali konsep ruang dan waktu. Dalam konteks ini, gaya lorentz membantu memahami bagaimana muatan bergerak dalam medan elektromagnetik relatif terhadap suatu pengamat yang juga bergerak.
Apa itu Gaya Lorentz?
Mengutip buku Ringkasan Matematika & Kumpulan Soal Fisika SMP 3 karya Budi Suryatin (2018: 82), gaya lorentz merupakan gaya yang dialami oleh kawat berarus listrik dalam medan magnet. Besarnya gaya lorentz sesuai dengan rumus berikut:
Florentz = B I l sin α
Keterangan:
Florentz = Gaya lorenz
B = Kuat arus medan magnet (Tesla)
I = Kuat arus pada kawat (ampere)
I = Panjang kawat (m)
α = Sudut terbentuk dari B dan I
Arah gaya lorentz bisa ditentukan menggunakan aturan tangan kanan jika telapak tangan kanan dikembangkan, arah medan magnet ditunjukkan oleh jari-jari tangan kanan. Sementara arus listrik ditunjukkan oleh ibu jari maka arah gaya lorentz tegak lurus telapak tangan.
Alat yang bekerja berdasarkan gaya lorentz dikenal sebagai motor listrik (elektromotor) dan alat pengukur besaran listrik.
• Ibu jari = I yaitu arah arus listrik
• Keempat jari lainnya = B yaitu arah medan magnet
• Telapak tangan = F yaitu arah gaya lorentz
Contoh Soal Gaya Lorentz
Agar lebih memahami mengenai gaya lorentz, berikut contoh soal gaya lorentz dan pembahasannya yang bisa Anda jadikan referensi:
Soal 1
Kawat memiliki ukuran panjang 1 m dengan arus listrik 10 A. Apabila kawat diletakkan dalam medan magnet 0,01 T dengan arah membentuk sudut 30 derajat terhadap arus maka besar gaya magnet yang dialami oleh kawat sebesar…
Pembahasan:
Diketahui:
L = 1 m
I = 10 A
B = 0,01 T
α = 30°
Ditanya: F = ?
