Kajian Fisika Sma
-
Upload
justin-gibson -
Category
Documents
-
view
104 -
download
8
description
Transcript of Kajian Fisika Sma
KAJIAN FISIKA SMA
MEDAN MAGNET
PHYSI S
IBROHIM MIRGONI
E1Q011020
IBROHIM MIRGONI
E1Q011020
PHYSI S
MATERI KULIAH
Dari beragam pengembangan materi fisika tiap jenjang sekolah ini, karena itulah perlu dilakukan suatu kajian materi fisika sehingga dapat dipahami secara benar bagaimana pemahaman materi fisika pada sekolah menengah pertama dan atas.
Pada wacana selanjutnya akan mengkaji fisika yang ada pada jenjang sekolah menengah pertama (SMP) dan menengah atas (SMA) dalam 2 kategori khusus
O Yang pertama adalah mengkaji fisika berdasarkan sk dan kd dan
O Yang kedua mengkaji fisika dalam segi materi.
O Yang pertama adalah mengkaji fisika berdasarkan sk dan kd dan
O Yang kedua mengkaji fisika dalam segi materi.
PHYSI S
Fisika yang dikaji pada bahasan selanjutnya adalah dikhususkan untuk materi tentang medan magnet dan penerapannya. Kajiannya dapat langsung dibahas pada tahap selanjutnya.
Fisika yang dikaji pada bahasan selanjutnya adalah dikhususkan untuk materi tentang medan magnet dan penerapannya. Kajiannya dapat langsung dibahas pada tahap selanjutnya.
1. Kajian berdasarkan (kompetensi dasar) KD dan (standar kompetensi) SK
1. Kajian berdasarkan (kompetensi dasar) KD dan (standar kompetensi) SK
Pada bahasan ini akan ditulis kajian materi tentang medan magnet baik untuk SK da KD SMP maupun SMA.
Pada bahasan ini akan ditulis kajian materi tentang medan magnet baik untuk SK da KD SMP maupun SMA.
Berdasarkan KD dan SK yang ada pada jenjang sekolah SMP dan SMA terdapat beberapa perbedaan yang mendasar, terutama dalam hal segi materi. Namun materi yang ada selalu mengacu pada indikator. Perhatikan tabel perbedaan pkok materi yang diajarkan pada siswa sekolah dasar (SD) dan Sekkolah menengah pertama (SMP)
Berdasarkan KD dan SK yang ada pada jenjang sekolah SMP dan SMA terdapat beberapa perbedaan yang mendasar, terutama dalam hal segi materi. Namun materi yang ada selalu mengacu pada indikator. Perhatikan tabel perbedaan pkok materi yang diajarkan pada siswa sekolah dasar (SD) dan Sekkolah menengah pertama (SMP)
PHYSI S
SK SMP : Memahami konsep kemagnetan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
KD Sub Materi
4.2 Mendeskripsikan pemanfaatan
kemagnetan dalam produk
teknologi
•Manfaat Kemagnetan
. 4.3 Menerapkan konsep induksi
Elektromagnetik untuk
menjelaskan
prinsip kerja beberapa alat yang
memanfaatkan prinsip induksi
elektromagnet
•Induksi Elektromagnetik
PHYSI S
SK SMA : 2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi
KD Sub Materi
2.2 Menerapkan
induksi magnet dan
gaya magnetik pada
eerapa produk
teknologi
Kemagnetan,
Hukum Biot-Savart,
Medan magnet dan
kemagnetan
Gaya Lorentz
PHYSI S
II. MATERIII. MATERI
Materi yang bersesuaian dengan SK dan KD adalah sbb:• Standar kompetensi :2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi • Kompetensi dasar:2.3 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi..
Materi yang bersesuaian dengan SK dan KD adalah sbb:• Standar kompetensi :2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi • Kompetensi dasar:2.3 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi..
PHYSI S
Berdasarkan KD yang ada pada silabus fisika SMA, bahwa materi pokok yang ditargetkan kepada siswa adalah bagimana siswa itu:
Mendeskripsikan induksi magnetik sekitar kawat berarus.
Mendeskripsikan gaya magnetik pada kawat berarus dan muatan bergerak.
Menerapkan prinsip induksi magnetik dan gaya magnetik dalam teknologi
Mendeskripsikan induksi magnetik sekitar kawat berarus.
Mendeskripsikan gaya magnetik pada kawat berarus dan muatan bergerak.
Menerapkan prinsip induksi magnetik dan gaya magnetik dalam teknologi
PHYSI S
Sub materi yang dirangkum penulis di sini di antaranya:Sub materi yang dirangkum penulis di sini di antaranya:
Hukum Biot-Savart Medan magnet di sekitar kawat
berarus Gaya magnetik yang dialami oleh
kawat berarus dalam medan magnetik
Gaya magnetik yang dialami oleh muatan yang bergerak dalam medan magnetik
Lintasan yang ditempuh oleh partikel bermuatan dalam medan mgnetik
Gaya antar 2 kawat lurus, panjang, sejajar,dan berarus
Momen kopel pada suatu kumparan berarus.
Hukum Biot-Savart Medan magnet di sekitar kawat
berarus Gaya magnetik yang dialami oleh
kawat berarus dalam medan magnetik
Gaya magnetik yang dialami oleh muatan yang bergerak dalam medan magnetik
Lintasan yang ditempuh oleh partikel bermuatan dalam medan mgnetik
Gaya antar 2 kawat lurus, panjang, sejajar,dan berarus
Momen kopel pada suatu kumparan berarus.
PHYSI S
KEMAGNETAN SUATU BAHANKEMAGNETAN SUATU BAHAN
Sifat kemagnetan dalam bahan sudah dibahas dari jenjang SMP namun juga dibahas sedikit pada jenjang SMA. Namun untuk buku-buku terbitan Erlangga kadang-kadang tidak dibahas mengenai sifat kemagnetan bahan karena terlebih dahulu sudah dibahas di SMP.
Sifat kemagnetan dalam bahan sudah dibahas dari jenjang SMP namun juga dibahas sedikit pada jenjang SMA. Namun untuk buku-buku terbitan Erlangga kadang-kadang tidak dibahas mengenai sifat kemagnetan bahan karena terlebih dahulu sudah dibahas di SMP.
PHYSI SHal.:
10ISI DENGAN JUDUL HALAMAN TERKAIT
SIFAT KEMAGNETAN BAHAN
Berdasarkan pada bagaimana bahan bereaksi dengan me-dan magnet, maka bahan-bahan magnet dibedakan menjadi bahan diamagnetik, bahan paramagnetik dan bahan ferro magnetik.
Bahan diamagnetik marupakan bahan yang sedikit ditolak oleh medan magnet, contohnya adalah emas, tembaga, dll.
Bahan para magnetik merupakan bahan yang ditarik dengan gaya yang sangat lemah dalam medan magnet, contohnya adalah alumunium, magnesium, dll.
Bahan ferromagnetik merupakan bahan yang ditarik dengan kuat dalam medan magnet.
PHYSI S
PHYSI S
PHYSI S
PHYSI S
AdaptifHal.: 15 Isi dengan Judul Halaman Terkait
MEDAN MAGNETIK
a. Garis - garis medan magnet tidak pernah saling berpotongan
(bersilangan).
b. Garis-garis medan magnet selalu keluar dari kutub utara dan
masuk ke kutub selatan serta membentuk kurva tertutup.
c. Jika garis-garis medan magnet pada suatu tempat rapat, maka
medan magnet pada tempat tersebut kuat, sebaliknya jika garis-
garis medan magnet pada suatu tempat renggang, maka medan
magnet pada tempat tersebut lemah.
Ada tiga aturan garis-garis medan magnet, yaitu :
AdaptifHal.: 16 Isi dengan Judul Halaman Terkait
INDUKSI MAGNETIK
S
U
S
U
S
U
Hasil percobaan Oersted
Pada dasarnya, sumber magnet tidak hanya berupa magnet permanen, tetapi dapat juga berupa elektromagnet, yaitu magnet yang dihasilkan oleh arus listrik atau muatan-muatan listrik yang bergerak.
AdaptifHal.: 17 Isi dengan Judul Halaman Terkait
GAYA LORENTZ
Jika kawat panjang l dialiri arus listrik I berada dalam medan magnet B, maka kawat tersebut akan mengalami gaya Lorentz atau gaya magnet yang arahnya dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.
Gaya Lorentz pada kawat lurus berarus listrik
NS
AdaptifHal.: 18 Isi dengan Judul Halaman Terkait
GAYA LORENTZ
Keterangan:
FL= gaya lorentz (N)
B = induksi magnet (T)
= sudut antara B dan I
I = arus listrik (A)
l = panjang kawat (m)
sinIBFL
Siswa disuruh membuka keempat jari yang dirapatkan seperti pada gambar di bawah.
Arah keempat jari menunjukkan arah medan magnet homogens B
Arah dari ibu jari menunjukkan arah I (arah arus).
Maka arah tangan menekan adalah arah dari gaya Lorentz
PHYSI S
GAYA PADA SUATU KAWAT BERARUS
Sebuah kawat berarus terdiri dari partikel bermuatan yang bergerak sehingga tiap partikel akan mengalami gaya berikut.
BvF qB
+
FB
v
BA
l
PHYSI S
GAYA PADA SUATU KAWAT BERARUS…
Suatu kawat diletakkan vertikal antara 2 kutub magnet.
PHYSI S
GAYA PADA KAWAT BERARUS
NqB BvF
Gaya total pada segmen kawat adalah jumlah gaya pada seluruh muatan
Asumsikan gayanya sama pada setiap pembawa arus (muatan)
nAlqB BvF Jumlah muatan (N) adalah densitas muatan (n) × Volume (Al)
BvF ˆqvnAlBKumpulkan semua yg tidak berarah (besaran skalar)
qnAvI Ingat laju hanyut Ingat laju hanyut BLF IB
BvF qB
+
FB
vB
A
l
AdaptifHal.: 22 Isi dengan Judul Halaman Terkait
GAYA LORENTZ UNTUK MUATAN YANG BERGERAK DALAM B
Gaya lorentz pada muatan bergerak
Keterangan:
B = induksi magnet (T)
= sudat antara B dan v
q = muatan listrik (C)
v = kecepatan partikel (m/s)
Jika sebuah muatan listrik bergerak dalam medan magnet, maka muatan tersebut akan mengalami gaya Lorentz yang besarnya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
sinvqBFL
+
X X X
X X X
X X X
X X X
X X X
v
FL BX X X
X X X
X X X
X X X
X X X
- v
FL
B
Muatan positif Muatan negatif
AdaptifHal.: 23 Isi dengan Judul Halaman Terkait
GAYA LORENTZ
Jika arah v sejajar dengan arah induksi magnet B, maka gaya Lorentz pada partikel bermuatan adalah nol, sehingga partikel bergerak lurus, tetapi jika arah v tegak lurus terhadap induksi magnet B maka, maka gaya Lorentz pada partikel bermuatan adalah FL = Bqv dan mengikuti lintasan lingkaran berjari-jari R. Jadi besar gaya Lorentz FL sama dengan gaya sentripetal FS.
R
vmvqB
FF SL
2
B
Bq
Bq
vmR
Sehingga, Keterangan:
R = jari-jari lintasan (m)
m = massa partikel (kg)
q = kecepatan sudut partikel (rad/s)
PHYSI S
LINTASAN YANG DITEMPUH OLEH PARTIKEL BERMUATAN DALAM MEDAN MGNETIKLINTASAN YANG DITEMPUH OLEH PARTIKEL BERMUATAN DALAM MEDAN MGNETIK
Pada sub materi ini siswa SMA sering keliru menentukan lintasan partikel bermuatan jika dikenai dengan medan magnet. Untuk soal-soal semacam ini,guru harus mendemonstrasikan secara langsung dengan menggunakan gambar serta menggunakan aturan tangan kanan. Secara umum lintasan partikel ini ada 3 macam:
PHYSI S
1. Garis Lurus (tidak dibelokkan)Terjdi jika arah kecepatan pertikl bermuatan sejajar (serah atau berlawanan arah ) dengan medan magnet. Ini kare partikel tidak mengalami Gaya Lorentz (F = 0).
Untuk gerak ini siswa cukup mudah mendemonstrasikannya dengan menggunakan kaidah tangan kanan.
PHYSI S
2. Lingkaran Terjadi jika partikel bermuatan bergerak tegak lurus terhadap medan magnet. Jari-jari lingkaran R dinyatakan oleh:R = mv/BqRumus ini sudah dibuktikan di atas.yaitu bagian erak partikl bermuatan.
Sehingga untuk yang ini guru harus menyediakan berbagai gambar yang arah medannya berbeda-beda, agar siswa dapat mengetahui secara betul konep aturan tangan kanan.
Sehingga untuk yang ini guru harus menyediakan berbagai gambar yang arah medannya berbeda-beda, agar siswa dapat mengetahui secara betul konep aturan tangan kanan.
PHYSI S
3. Spiral (Helix)Terjadi jika arah kecepatan tidak sejajar dan tidak tegak lurus terhadap medan magnetik. Sumu putar spiral sejajar dengan arah medan magnetik B dan arah gerak maju spiral dengan komponen kecepatan sejajar dengan B.
3. Spiral (Helix)Terjadi jika arah kecepatan tidak sejajar dan tidak tegak lurus terhadap medan magnetik. Sumu putar spiral sejajar dengan arah medan magnetik B dan arah gerak maju spiral dengan komponen kecepatan sejajar dengan B.
Gerak ini cukup sulit bagi siswa yang memiliki daya hayal gambar yang kurang. Sehingga diperlukan media demonstrasi berupa simulasi, atau deonstrasi dari guru secara langsung.
REVIEW TENTANG GAYA LORENTZ
HUKUM BIOT-SAVART
PHYSI S
Pada pembahasan di SMP tentang Medan Magnet siswa telah mengetahui bahwa arus listrik dapat menimbulkan Medan Magnet.
Sedang arus listrik adalah muatan yang bergerak, di sekitar muatan ada medan listrik. Jika muatan bergerak maka medan listrik yang dihasilkan akan berubah, maka dapat dikatakan bahwa perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.
Pada pembahasan di SMP tentang Medan Magnet siswa telah mengetahui bahwa arus listrik dapat menimbulkan Medan Magnet.
Sedang arus listrik adalah muatan yang bergerak, di sekitar muatan ada medan listrik. Jika muatan bergerak maka medan listrik yang dihasilkan akan berubah, maka dapat dikatakan bahwa perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet.
PHYSI S
Yang perlu diperhatikan oleh siswa SMA mengenai medan magnet adalah hukum dasar berupa hukuma biot-savartt, hukum ini biasanya dituliskan dalam bentuk:
dB adalah medan magnetik yang diproduksi oleh potongan kecil kawat
ds adalah vektor panjang dari potongan kecil kawat yang searah dengan arah arus
r adalah vektor posisi dari potongan kawat ke titik dimana medan magnetik ingin diukur
I adalah arus dalam kawat
adalah sudut antara ds & r
r
ds
dB
2
ˆ
r
rdsB
Id
PHYSI S
HASIL PERCOBAAN BIOT & SAVART …
dB tegak lurus ds dB tegak lurus r|dB| berbanding terbalik |r|2 |dB| sebanding dengan arus I|dB| sebanding dengan |ds| |dB| sebanding dengan sin
Jadi dari hukum inilah persamaan medan magnt di sekitar kawat lurus didapatkan. Namun untuk jenjang SMA penuruan dari persamaan ini tidak dituliskan,
Jadi dari hukum inilah persamaan medan magnt di sekitar kawat lurus didapatkan. Namun untuk jenjang SMA penuruan dari persamaan ini tidak dituliskan,
PHYSI S
HUKUM BIOT – SAVART
Semua hasil di atas dapat disimpulkan dalam suatu “hukum” yang dikenal sebagai Hukum Biot-Savart
2
ˆ
r
rdsB
Id
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
Masukkan konstanta :
dimana 0 adalah permeabilitas ruang hampa
A
Tm104 7
0
AdaptifHal.: 34 Isi dengan Judul Halaman Terkait
Kawat lurus sangat panjang
r
IB o
P 2
P
Keterangan:
B = induksi magnet (T)
o = permeabilitas ruang hampa
(4 x 107 Wb/Am)
I = arus listrik (A)
r = jari-jari lintasan lingkaran (m)
Rumus di buku SMARumus di buku SMA
AdaptifHal.: 35 Isi dengan Judul Halaman Terkait
Kawat melingkar
Keterangan:
N = jumlah lilitan
r = jari-jari kawat (m)
Nr
IB o
O 2
r
IB o
O 2
Induksi magnet di titik O dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
Jika terdapat N lilitan kawat melingkar, maka persamaan-nya menjadi.
Or
AdaptifHal.: 36 Isi dengan Judul Halaman Terkait
KAWAT MELINGKAR
Sementara itu, induksi magnet pada titik S sebagai berikut:
2a2
sin rIB o
S
Keterangan:
a = jarak antara titik p dengan titik s (m)
r = jari-jari kawat ( m )
= sudut antara SP dengan SO
S
O r
a
P
AdaptifHal.: 37 Isi dengan Judul Halaman Terkait
INDUKSI MAGNET PADA SOLENOIDA
Nl
iB o
2
Nl
iB o
Induksi magnet di tengah-tengah solenoid dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Induksi magnet di kedua ujung solenoida sebagai berikut.
Keterangan:
i = arus listrik ( A )
l = panjang solenoida ( m )
N = jumlah lilitan
Source: www.societyofrobots.com
AdaptifHal.: 38 Isi dengan Judul Halaman Terkait
INDUKSI MAGNET PADA TOROIDA
r
B
Nr
IB o
2
Induksi magnet pada toroida dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Keterangan:
r = jari-jari toroida ( m )
l = arus listrik ( A )
N = jumlah lilitan
Source: http://rocky.digikey.com
AdaptifHal.: 39 Isi dengan Judul Halaman Terkait
INDUKSI MAGNETIK
Contoh soal yang sesuai untk kuran SMA Contoh soal yang sesuai untk kuran SMA
Berapa induksi magnetik pada jarak 5 cm dari pusat sebuah kawat lurus yang berarus 3A?
Penyelesaian
o = 4 x 107 Tm/A
I = 3 A
r = 5 cm = 0.05 m
B = …?
T
m
AATm
r
IB o
5
7
102,1
)05,0(2
)3)(104(
2
Jadi, induksi magnetik yang dihasilkan adalah 1,2 x 105 T.
PHYSI S
ADA BEBERAPA BUKU YANG MENLISKAN PENURUNAN DARI HUKUM BIOT-SAVART..
MAU LIHAAAAATTT?? :-D
PHYSI S
MEDAN MAGNETIK DARI SUATU KAWAT LURUS
a
ds x
r
dxds
r̂
x
atan
r
asin
x
Tanda (-) karena terletak pada sb-x negatif
PHYSI S
MEDAN MAGNETIK DARI SUATU KAWAT LURUS
sinˆˆ rdsrds
B selalu keluar dari kertas
sindx
M a g n e tic F ie ld f ro m a S tr a ig h t w ire
a
d s x
r
dxds
r̂
x
atan
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
Arah medan:
Besar medan:
sin
ar
22
sin
a
r
dxa
Id sinsin
4
2
0
B
Lebih mudah kalau dinyatakan dalam
dxa
I
2
30 sin
4
ds
r
dB
PHYSI S
MEDAN MAGNETIK DARI SUATU KAWAT LURUS
M a g n e tic F ie ld f ro m a S tr a ig h t w ire
a
d s x
r
dxds
r̂
x
atan
Besar medan: …
tan
ax
2sin
a
d
dx
d
adx
2sin
dxa
Id
2
30 sin
4
B
Gunakan Kalkulus!
d
a
a
I
22
30
sin
sin
4
da
Isin
40
d
a
IdB
sin4
0B 1800
0 cos4
a
I 24
0 a
I
a
I
2
0
PHYSI S
CONTOH LAIN YANG SERING KLUAR DALAM BUKUHitunglah medan magnetik pada titik O dari
segmen kawat berarus seperti pada gambar. Kawat terdiri dari dua bagian yang lurus dan satu bagian melengkung dengan jari-jari R dan sudut . Arah panah pada kawat menyatakan arah arus.
PHYSI S
CONTOH LAIN …
Untuk segmen lurus AA’ dan CC’:
Untuk segmen AC, elemen panjang ds selalu tegak lurus dengan r dan mempunyai jarak yang sama ke titik O, sehingga
Dengan demikian
PHYSI S
GAYA MAGNETIK DARI SUATU LOOP ARUS MELINGKAR
Tinjau suatu loop kawat melingkar dengan jari-jari R yang terletak pada bidang-yz dan membawa arus I, seperti pada gambar. Tentukan medan magnetik di titik aksial P yang terletak pada jarak x dari titik pusat cincin
PHYSI S
GAYA MAGNETIK DARI SUATU LOOP ARUS MELINGKAR
PHYSI S
PHYSI S
GAYA MAGNETIK DARI SUATU LOOP ARUS MELINGKAR
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
dsr
B selalu keluar dari layar
Arah:
ds
r
dB
20
ˆ
4 r
rdsB
I
d
Besar:
ds selalu r
ds
20
4 R
I
dsΒB
20
4 R
Id
ds
20
4 R
I
RR
I
24 2
0
R
I
20
PHYSI S
CONTOH MEDAN MAGNETIK YANG LAINPusat loop kawat dengan jari-jari R
Pusat lilitan kawat berjari-jari R dengan N lilitan
Pada suatu jarak a dari kawat lurus panjang
a
IB
2
0
R
IB
20
R
NIB
20
GAYA MAGNETIK ANTARA DUA KAWAT SEJAJAR
PHYSI S
Biasanya dalam buku-buku terbitan erlangga atau BSE disebutkan bahwa jika ada 2 kawat berarus yag didekatkan maka akan timbul gaya tarik menarik atau tolak menolak. Syaratnya adalah:
Biasanya dalam buku-buku terbitan erlangga atau BSE disebutkan bahwa jika ada 2 kawat berarus yag didekatkan maka akan timbul gaya tarik menarik atau tolak menolak. Syaratnya adalah:
1. Jika dialiri arus yang kedua kawatnya memiliki arah aliran arus yang sama, maka kawat akan saling tarik menarik. Begitu juga sebaliknya,
2. Jika dialiri arus yang kedua kawatnya memiliki arah aliran arus yang berbeda, maka kawat akan saling tolak menoak.
1. Jika dialiri arus yang kedua kawatnya memiliki arah aliran arus yang sama, maka kawat akan saling tarik menarik. Begitu juga sebaliknya,
2. Jika dialiri arus yang kedua kawatnya memiliki arah aliran arus yang berbeda, maka kawat akan saling tolak menoak.
PHYSI S
Gambar untuk kedua kawat setelah tarik menarik juga harus diberikan, seperti berikut
Gambar untuk kedua kawat setelah tarik menarik juga harus diberikan, seperti berikut
Gambar untuk kedua kawat setelah tolak-mnolak
PHYSI S
Konsep ini tentu sangat baik untuk siswa yang daya hafal materimya cukup tinggi. Namun konsep ini dapat menyulitkan siswa yang daya hafalnya kurang. Sehingga harus diberikan konep yang sebenarnya mengenai ini.
Konsep yang sesungguhnya agar siswa SMA faham mengenai gaya pada kedua kawat ini adalah sama dengan aturan kaidah tangan kanan, yaitu:
Konsep yang sesungguhnya agar siswa SMA faham mengenai gaya pada kedua kawat ini adalah sama dengan aturan kaidah tangan kanan, yaitu:
PHYSI S
Konsep yang sesungguhnya agar siswa SMA faham mengenai gaya pada kedua kawat ini adalah sama dengan aturan kaidah tangan kanan, yaitu:
Konsep yang sesungguhnya agar siswa SMA faham mengenai gaya pada kedua kawat ini adalah sama dengan aturan kaidah tangan kanan, yaitu:
1. Ketika arah arus searah maka kedua kawat akan menerima medan magnet B dari kawat di dekatnya yang arah medan untuk kawat pertama akan berlawanan dengan arah medan magnet yang diterima oleh kawat kedua. Lihat gambar di bawah ini:
1. Ketika arah arus searah maka kedua kawat akan menerima medan magnet B dari kawat di dekatnya yang arah medan untuk kawat pertama akan berlawanan dengan arah medan magnet yang diterima oleh kawat kedua. Lihat gambar di bawah ini:
PHYSI S
Jadi guru dengan mudah mendemonstrasikan ke siswa SMA secara langsung dengan menggunaan aturan tangan kanan bahwa: jika arah B berlawanan maka arah gaya F untuk kedua kawat seolah-olah terlihat saling tarik menarik
Jadi guru dengan mudah mendemonstrasikan ke siswa SMA secara langsung dengan menggunaan aturan tangan kanan bahwa: jika arah B berlawanan maka arah gaya F untuk kedua kawat seolah-olah terlihat saling tarik menarik
PHYSI S
2. Berbeda jika arah arus berlawanan. Maka kedua kawat akan menerima medan magnet B dari kawat di dekatnya yang arah medan untuk kawat pertama akan searah dengan arah medan magnet B yang diterima oleh kawat kedua. Coba dlihat gambar yang sebelah kanan.
2. Berbeda jika arah arus berlawanan. Maka kedua kawat akan menerima medan magnet B dari kawat di dekatnya yang arah medan untuk kawat pertama akan searah dengan arah medan magnet B yang diterima oleh kawat kedua. Coba dlihat gambar yang sebelah kanan.
Sama halnya dengan yang di atas, guru juga harus mendeonstrasikan dengan menggunakn aturan tangan kanan sehingga
arah gaya F seolah-olah saling tarik menarik jika arah medan B sama untuk kedua kawat .
Sama halnya dengan yang di atas, guru juga harus mendeonstrasikan dengan menggunakn aturan tangan kanan sehingga
arah gaya F seolah-olah saling tarik menarik jika arah medan B sama untuk kedua kawat .
PHYSI S
Bagaimana dengan besarnya F tarik-menarik atau tolak menolak??
Bagaimana dengan besarnya F tarik-menarik atau tolak menolak??
PHYSI S
Ya perhitungannya sama dengan perhitungan gaya lorentz yang dipengaruhi medan magnet
I2
B2
I1
a
IB
2
202
a
Lihat gambar baik-baik!!medan magnetik pada kawat 1 oleh kawat 2
Lihat gambar baik-baik!!medan magnetik pada kawat 1 oleh kawat 2
211 BlIFB Gaya magneik pd kawat 1 oleh B2 (semuanya )
12102011
22l
a
II
a
IlIFB
PHYSI S
GAYA MAGNETIK ANTARA DUA KAWAT
SEJAJAR
1210
1 2l
a
IIF
Gaya pada kawat 1 oleh kawat 2
Dari hkum ke 3 Newton dan gaya simetri
2210
2 2l
a
IIF
a
II
l
F
2
210
Gaya / unit panjang
MOMEN KOPEL
PHYSI S
Sikat-sikat
CincinCara KerjaCara Kerja
PHYSI S
Istilah-istilah baru dalam fisika seperti momen atau kopel sering membuat siswa SMA susah menerima konsep secara langsung. Ini pernah terjadi pada saya juga, dulu ketika SMA bagian ini belum saya pahami sepenuhnya karena istilah istilah asing seperti itu.
Istilah-istilah baru dalam fisika seperti momen atau kopel sering membuat siswa SMA susah menerima konsep secara langsung. Ini pernah terjadi pada saya juga, dulu ketika SMA bagian ini belum saya pahami sepenuhnya karena istilah istilah asing seperti itu.
PHYSI S
Jadi siswa butuh beberapa konsep umum bahwa:
Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar dan berlawanan arah. Kopel yang bekerja pada suatu benda tidak menyebabkan benda itu bergerak translasi, tetapi hanya menyebabkan benda berputar terhadap porosnya.
Pasangan gaya atau yang disebut kopel ini akan menimbulkan momen kopel terhaap poros putar.
Jadi siswa butuh beberapa konsep umum bahwa:
Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar dan berlawanan arah. Kopel yang bekerja pada suatu benda tidak menyebabkan benda itu bergerak translasi, tetapi hanya menyebabkan benda berputar terhadap porosnya.
Pasangan gaya atau yang disebut kopel ini akan menimbulkan momen kopel terhaap poros putar.
PHYSI S
Momen Kopel Yaitu gabungan gaya-gaya yang terlibat pada suatu benda yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Contohnya adalah jarum kompas dalam medan magnet bumi. Tidak berpengaruh dalam gerak lurus (sebagai keseluruhan) dari benda tempat gaya bereaksi. Momen suatu kopel terhadap suatu titik pada bidang kedua gaya adalah sama dan sama dengan hasil kali dari besar salah satu gaya dan jarak kedua garis kerjanya.
PHYSI SHal.:
66ISI DENGAN JUDUL HALAMAN TERKAIT
Apabila suatu kawat penghantar berbentuk kumparan dengan luas penampang A dialiri arus listrik dalam medan magnet, maka kumparan tersebut akan mengalami momen gaya Lorentz.
Momen gaya LorentzMomen gaya Lorentz
Keterangan:
= moment gaya (Nm)
I = arus listrik pada kumparan (A)
B = induksi magnet (T)
A = luas kumparan (m2)
= sudut antara B dengan bidang kumparan
Keterangan:
= moment gaya (Nm)
I = arus listrik pada kumparan (A)
B = induksi magnet (T)
A = luas kumparan (m2)
= sudut antara B dengan bidang kumparan
sinABIN
PHYSI S
PENERAPAN MEDAN MAGNET DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARIPENERAPAN MEDAN MAGNET DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
PHYSI S
1. Motor ListrikSiswa tahu bahwa motor listrik adalah alat listrik yang
digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau energy gerak. Pada prinsipnya sebuah motor listrik terdiri atas dua bagian, yaitu
• Bagian stator dan • Bagian rotor.
PHYSI S
Apabila pada kumparan tersebut dialiri arus listrik maka pada kumparan tersebut akan bekerja gaya magnetik (gaya Lorentz).
Arah gaya magnet pada sisi kumparan antara kanan dan kiri mempunyai arah yang berbeda sehingga membentuk momen gaya (torsi). Ini sudah dijelaskan tadi mengenai momen kopel yang ada di sub materi bagian atas.
Dengan demikian akan menyebabkan kumparan tersebut berputar. Jadi sudah jelas siswa mengetahui bagaimana prinsip kerjanya sebuah dynamo.
Apabila pada kumparan tersebut dialiri arus listrik maka pada kumparan tersebut akan bekerja gaya magnetik (gaya Lorentz).
Arah gaya magnet pada sisi kumparan antara kanan dan kiri mempunyai arah yang berbeda sehingga membentuk momen gaya (torsi). Ini sudah dijelaskan tadi mengenai momen kopel yang ada di sub materi bagian atas.
Dengan demikian akan menyebabkan kumparan tersebut berputar. Jadi sudah jelas siswa mengetahui bagaimana prinsip kerjanya sebuah dynamo.
PHYSI S
2. Alat-Alat Ukur ListrikHal-hal yang penting diketahui oleh siswa mengenai alat ukur listrik sbb:• Pada prinsipnya cara kerja antara alat ukur listrik dengan motor listrik sama, yaitu pemanfaatan dari gaya magnet. • Perbedaannya pada ampermeter dan voltmeter, jangkar tempat kumparan dibelitkan ditaruh sebuah pegas yang berfungsi untuk meredam putaran dari kumparan, sehingga kumparan hanya akan terpuntir saja, di mana sudut puntiran kumparan akan sebanding dengan besarnya kuat arus yang mengalir pada kumparan tersebut.• Besarnya sudut puntiran inilah yang dikalibrasikan untuk menentukan besaran yang akan diukur yang kemudian dibuatkan jarum penunjuk dan skala untuk hasil pengukuran.
2. Alat-Alat Ukur ListrikHal-hal yang penting diketahui oleh siswa mengenai alat ukur listrik sbb:• Pada prinsipnya cara kerja antara alat ukur listrik dengan motor listrik sama, yaitu pemanfaatan dari gaya magnet. • Perbedaannya pada ampermeter dan voltmeter, jangkar tempat kumparan dibelitkan ditaruh sebuah pegas yang berfungsi untuk meredam putaran dari kumparan, sehingga kumparan hanya akan terpuntir saja, di mana sudut puntiran kumparan akan sebanding dengan besarnya kuat arus yang mengalir pada kumparan tersebut.• Besarnya sudut puntiran inilah yang dikalibrasikan untuk menentukan besaran yang akan diukur yang kemudian dibuatkan jarum penunjuk dan skala untuk hasil pengukuran.
PHYSI S
PHYSI S
END OF SECTION...