Rumus Gaya Lorentz

Diposting pada

Gaya ??? Dalam ilmu fisika banyak sekali macam-macam gaya, salah satu nya gaya lorentz dan pada kesempatan kali ini disini akan mengulas tentang Gaya lorentz secara lengkap. Oleh karena itu marilah simak ulasan yang ada dibawah berikut ini.

Gaya-Lorentz

Pengertian Gaya Lorentz

Lorentz adalah nama dari sebuah gaya dalam fisika modern yang diambil dari nama belakang seorang ahli fisika kelahiran Arnhem Belanda yang bernama Hendrik Anton Lorentz. Ahli fisika asal negeri kincir angin ini meneliti tentang sebuah interaksi penghantar berarus yang diletakkan di dalam sebuah medan magnet. Dan hasilnya ia berhasil menemukan sebuah gaya yang kemudian disebut dengan gaya lorentz. Gaya inilah yang kemudian banyak bermanfaat untuk menggerakkan motor listrik untuk berbagai keperluan seperti kipas angin, blender, dan lain sebagainya.

Baca Juga : Pengertian Gaya Gesek


Menentukan Arah Gaya Lorentz

Dalam berbagai aplikasi soal fisika sering sekali kita menanyakan arah dari gaya lorentz. Untuk menentukan arah gaya lorentz kita bisa menggunakan dua alternatif  cara / kaidah yakni dengan kaidah tangan kanan atau kaidah pemutaran sekrup. Lihatlah seperti gambar yang ada dibawah berikut ini !!!

arah-gaya-lorentz

Besar gaya Lorentz sebanding dengan kuat medan magnet, arus listrik, dan panjang kawat. Bila kedudukan gaya, kuat medan magnet dan arus listrik saling tegak lurus, maka besarnya gaya Lorentz bisa dirumuskan seperti yang ada dibawah berikut ini.

F = I.B sinθ

Rumus ini berlaku untuk panjang kawat 1 meter.

Perhitungan diatas adalah gaya Lorentz yang mempengaruhi kawat tiap satuan panjang. Jadi jika panjang kawat = ℓ , maka besar gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus :

F = I . ℓ . B . Sin θ

Keterangan :

F = gaya Lorentz dalam newton ( N )
I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
ℓ = panjang kawat dalam meter ( m )
B = kuat medan magnet (Wb/m2) atau tesla ( T )
θ = sudut antara  arah I dan B


Dari rumus di atas ternyata jika besar sudut θ adalah :

  1. Θ  =   900 , arah arus listrik dan medan magnet (I dan B) saling tegak lurus maka F mencapai maksimum
  2. Θ   =   900 ,  arah arus listrik dan medan magnet  (I dan B) saling sejajar maka F=0 atau kawat tidak dipengaruhi gaya Lorentz

Hubungan antara F , I dan B dapat lebih mudah dipelajari dengan menggunakan kaidah tangan kiri. Yaitu dengan mengangan-angankan jika ibu jari, jari telunjuk dan jari tangah kita bentangkan saling tegak lurus, maka :

  • Ibu jari : menunjukan arah gaya Lorentz ( FL ) Arah gaya  Lorentz
  • Jari telunjuk : menunjukkan  arah medan magnet (B)
  • Jari tengah : menunjukkan arah arus listrik ( I )

Baca Juga : Rumus Gaya Fisika


Rumus Gaya Lorentz

Florentz = B I l sin α

Keterangan :

B = kuat medan magnet (Tesla)
I = kuat arus yang mengalir pada kawat (ampere)
l = panjang kawat (meter)
α = sudut yang dibentuk oleh B dan I


MENENTUKAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI GAYA MAGNET   PADA SUATU PENGHANTAR

Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :

  1. kuat medan magnet (B)
  2. besar arus listrik (I)
  3. panjang penghantar (l)

sehingga dapat dirumuskan:

F = B . I . l

Keterangan :

F = gaya lorentz (N)
B = kuat medan magnet (Tesla)
I = kuat arus listrik (A)
L = panjang penghantar (m)


Pada percobaan oersted telah dibuktikan pengaruh arus listrik terhadap kutub magnet, bagaimana pengaruh kutub magnet terhadap arus listrik akan dibuktikan dari percobaan berikut :Seutas kawat PQ ditempatkan diantara kutub-kutub magnet ladam kedalam kawat dialirkan arus listrik ternyata kawat melengkung kekiri.


Gejala ini menunjukkan bahwa medan magnet mengerjakan gaya pada arus listrik, disebut Gaya Lorentz. Vektor gaya Lorentz tegak lurus pada I dan B. Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan tangan kanan. Bila arah melingkar jari-jari tangan kanan sesuai dengan putaran dari I ke B, maka arah ibu jari menyatakan arah gaya Lorents.

Baca Juga : Pengertian Gaya apung dan Prinsip Archimedes


Besar Gaya Lorentz

Hasil-hasil yang diperoleh dari percobaan menyatakan bahwa besar gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai :

F = B . I . l . sin a

Keterangan:

F = gaya Lorentz.
B = induksi magnetik medan magnet.
I = kuat arus.
L = panjang kawat dalam medan magnet.
a = sudut yang diapit I dan B.


Contoh Soal Gaya Lorentz

Sebuah kawat yang panjangnya 4 m dialiri arus listrik sebesar 25 A. Kawat tersebut berada dalam pengaruh medan magnet sebesar 0,06 Telsa yang membentuk sebuah sudut 30º. terhadap kawat. Bersarnya pada gaya lorentz yang bekerja pada kawat tersebut yaitu ???

a.0,5 N c.0,6 N d.0,75 N

b. 3 N d. 1 N


Jawaban:

Diketahui
l = 4m
I = 25 A
B = 0,06 T
α = 30o
FL = B I l sin α
FL = 0,06 . 25. 4. sin 30º
FL = 3 N

Jadi besarnya gaya lorentz yang terjadi adalah 3 N.

Baca Juga : Pengertian, Rumus, Dan Satuan Energi Listrik Beserta Contoh Soalnya Lengkap