Soal gaya Lorentz merupakan salah satu materi penting dalam pelajaran fisika. Di artikel ini, kita akan membahas contoh soal gaya Lorentz untuk siswa kelas 9 dan 12 beserta pembahasannya.
Contoh Soal Gaya Lorentz untuk Kelas 9
Gaya Lorentz adalah gaya yang terjadi pada penghantar listrik yang berada dalam medan magnet. Di bawah ini terdapat beberapa contoh soal gaya Lorentz untuk kelas 9 beserta pembahasannya.
Soal I
Pak Budi dan Sutris melakukan percobaan fisika di laboratorium. Pak Budi mengukur kuat arus pada sebuah komponen elektronik dengan hambatan 25 Ω. Jika kuat arus listrik yang melalui komponen tersebut sama dengan kuat arus listrik yang melalui kawat berarus milik Sutris, dan kawat tersebut memiliki panjang 2 m serta berada dalam medan magnet 4 Tesla, berapakah besar gaya Lorentz yang dihasilkan?
Pembahasan:
Gaya Lorentz dapat dihitung menggunakan rumus F = I x L x B. Dengan nilai arus I = 0,2 A, panjang kawat L = 2 m, dan medan magnet B = 4 T, maka gaya Lorentz-nya adalah:
F = I x L x B = 0,2 A x 2 m x 4 T = 1,6 N
Jadi, besarnya gaya Lorentz yang dihasilkan adalah 1,6 N.
Soal II
Kawat MN dengan panjang 40 cm digerakkan dalam medan magnet homogen 10-2 T dengan kecepatan 20 m/s. Jika hambatan dalam rangkaian R = 7 ohm, tentukanlah besar dan arah gaya Lorentz yang bekerja pada kawat MN.
Pembahasan:
Kita bisa menggunakan rumus F = I x (L x B). Dengan nilai L = 0,4 m, I = 2,857 A, B = 10-2 T, dan kecepatan v = 20 m/s, kita dapat menghitung gaya Lorentz sebagai berikut:
F = I x (L x B) = I x L x B = 2,857 A x 0,4 m x 10-2 T = 1,143 N
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan menggunakan aturan tangan kanan. Jadi, besarnya gaya Lorentz kira-kira 1,143 N dan bekerja pada arah yang tegak lurus terhadap kawat dan medan magnet.
Contoh Soal Gaya Lorentz untuk Kelas 12
Di kelas 12, pembahasan gaya Lorentz menjadi lebih rumit. Mari kita lihat beberapa contoh soal gaya Lorentz untuk siswa kelas 12 beserta pembahasannya.
Soal I
Sebuah kawat sepanjang 700 cm berada dalam medan magnet berkekuatan 80 T. Jika arus listrik yang mengalir pada kawat adalah 2 A, berapakah gaya Lorentz yang bekerja pada kawat?
Pembahasan:
Gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus F = I x L x B. Dengan nilai L = 7 m, I = 2 A, dan B = 80 T, kita dapat menghitung gaya Lorentz sebagai berikut:
F = I x L x B = 2 A x 7 m x 80 T = 976 N
Jadi, gaya Lorentz yang bekerja pada kawat adalah sekitar 976 N.
