BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Apabila kawat dialiri arus listrik maka akan menimbulkan medan magnet

disekitarnya. Bila penghantar berarus diletakkan di dalam medan magnet , maka pada

penghantar akan timbul gaya.

Dalam penyelidikan Lorentz menyimpulkan bahwa besar gaya yang ditimbulkan

berbanding lurus dengan kuat arus (I), kuat medan magnet (B), panjang kawat (L) dan

sudut yang dibentuk oleh arah arus listrik dengan arah medan magnetnya (α). Untuk

menghargai jasa penemuan Hendrik Anton Lorentz, gaya tersebut disebut dengan

Gaya Lorentz.

Hukum gaya Lorentz menggambarkan pengaruh E dan B di atas titik muatan, tapi

kekuatan elektromagnetik tersebut tidak seluruh gambar. Dibebankan partikel yang

mungkin digabungkan dengan pasukan lain, khususnya gravitasi dan kekuatan nuklir.

Respons suatu titik muatan hukum Lorentz adalah salah satu aspek; generasi E dan B

dengan arus dan biaya lain.

Dalam bahan nyata gaya Lorentz tidak cukup untuk menggambarkan perilaku dari

partikel, baik dalam prinsip dan sebagai masalah perhitungan. Partikel-partikel

bermuatan dalam media bahan baik menanggapi E dan bidang B dan menghasilkan

bidang-bidang ini.. Kompleks persamaan transportasi harus dipecahkan untuk

menentukan waktu dan respon ruang muatan.

1.2 Pembatasan Masalah

Sesuai dengan praktikum yang telah kami lakukan tentang gaya Lorentz maka

kami hanya membatasi pada:

1.2.1 Menggunakan teori-teori yang berhubungan dengan gaya Lorentz.

1.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan percobaan dalam praktikum gaya Lorentz adalah :

1.3.1 Mengamati adanya gaya Lorentz pada penghantar kawat lurus di sekitar

medan magnet.

1.3.2 Menentukan arah gaya Lorentz dengan kaidah tangan kanan.

1

1.3.3 Menghitung besarnya gaya Lorentz.

1.3.4 Menghitung besarnya hambatan pada kawat yang dialiri arus listrik.

1.4 Metodologi

Metodologi adalah cara atau teknik yang digunakan seseorang dalam mencapai

tujuan. Adapun dalam penyusunan laporan akhir ini, kami menggunakan beberapa

metode, metode tersebut antara lain:

1.4.1 Metodologi Langsung

Metode langsung yang kami lakukan yaitu dengan melakukan praktikum

langsung di laboratorium fisika dasar dengan menggunakan alat dan bahan

yang telah disediakan, untuk mendapatkan data-data untuk menghitung

langsung modulus Elastisitas dengan benar.

1.4.2 Metodologi Tak Langsung

Kami menggunakan buku sebagai refrensi dalam menulis laporan akhir

ini. Dan kami juga mengambil beberapa contoh data untuk menyesuaikan

lagi dalam perhitungan hasil akhir.

1.5 Sistematika

Dalam penyusunan laporan akhir ini, kami menggunakan sistematika sebagai berikut:

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Pembatasan Masalah

1.3 Tujuan Percobaan

1.4 Metodologi

1.4.1 Metodologi Langsung

1.4.2 Metodologi Tak Langsung

1.5 Sistematika

BAB II KERANGKA TEORI

2.1 Teori

2.2 Hipotesis

BAB III PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA

2

3.1 Persiapan

3.1.1 Alat-alat

3.2 Pelaksanaan

3.2.1 Cara Kerja

3.3 Pengolahan Data

3.3.1 Data Ruangan

3.3.2 Lembar Data

3.3.3 Data Hasil Pengamatan

BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL

BAB V

4.1 Kesimpulan

4.2 Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN LAPORAN PENDAHULUAN

3

BAB II

KERANGKA TEORI

2.1 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.

4

Jika besar muatan q bergerak dengan

kecepatan v, dan I = q/t maka persamaan

gaya Lorentz untuk kawat dapat dituliskan

:

Sehingga besarnya gaya Lorentz yang dialami oleh sebuah muatan yang

bergerak dalam daerah medan magnet dapat dicari dengan menggunakan rumus : 

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

5

Gaya sentripetal yang dialami oleh partikel : Dengan menyamakan kedua

persamaan kia mendapatkan  persamaan :      

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 )      

2.1 Hipotesis

Sebelum melakukan percobaan ini, kami menduga untuk menghitung gaya

Lorentz dipengaruhi oleh semakin besar tegangan (V) yang diberikan, maka

getaran pada kawat semakin cepat sehingga kuat arus listrik (I) yang terlihat pada

amperemeter menujukkan angka yang tinggi pula. Selain itu adanya sepasang

batang magnet menyebabkan gaya tarik pada medan magnet tersebut.

6

BAB III

PELAKSANAAN DAN PENGOLAHAN DATA

3.1 Persiapan

3.1.1 Alat-alat

Dalam melakukan percobaan ini kami menggunakan peralatan sebagai

berikut:

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

3.2 Pelaksanaan

3.2.1 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.

3.3 Pengolahan Data

3.3.1 Data Ruangan

Percobaan Suhu Kelembaban

Sebelum 27° C 27 %

7

Sesudah 26° C 26 %

3.3.2 Lembar Data

Nama Praktikum : Gaya Lorentz

Tanggal Percobaan : 6 Juli 2010

Nama Praktikan : 1. Anita Ferotika

2. Ardi Saputra

3. Dewi Ratna Ningsih

3.3.3 Data Hasil Pengamatan

L = 56.6 cm =0.566 m

a = 2 cm = 0.02 mө = 90o

Voltmeter (v)

Amperemeter (A)2 4

I1 3.3 4.4

I2 3.4 4.6

I3 3.4 4.5

8

Perhitungan Statistik

Untuk 2 Volt

Diketahui: L = 56.6 cm =0.566 m

a = 2 cm = 0.02 m

ө = 90o

9

X

10

Perhitungan Statistik

Untuk 4 Volt

Diketahui: L = 56.6 cm =0.566 m

a = 2 cm = 0.02 m

ө = 90o

X

11

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah kami lakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa dalam

praktikum gaya Lorentz ini jika penghantar berarus di letakkan di dalam medan

12

magnet, maka pada penghantar tersebut akan timbul gaya. Dan gaya ini disebut

dengan Gaya Lorentz. Jika arus listrik diperbesar maka kawat akan melengkung lebih

besar. Ini berarti besar dan arah gaya Lorentz tergantung besar dan arah arus listrik.

Karena gaya Lorentz ( F ) , arus listrik ( I ) dan medan magnet ( B ) adalah besaran

vektor maka peninjauan secara matematik besar dan arah gaya Lorentz ini hasil

perkalian vektor ( cros-product ) dari I dan B. Jadi Gaya Lorentz adalah gaya yang

dialami kawat berarus listrik yang terletak di dalam medan magnet. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa Gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat: Adanya kawat

penghantar yang dialiri arus listrk dan penghantar berada di dalam medan magnet.

4.2 Saran

Dengan adanya laporan akhir ini, kami ingin menyampaikan beberapa saran agar

para praktikan dalam melakukan percobaan ini harus memperhatikan ketelitian

terhadap alat ukur yang digunakan. Para praktikan harus cermat dan teliti dalam

membaca amperemeter. Karena ketepatan dalam membaca amperemeter dapat

mempengaruhi data yang akan didapat.

Karena ketelitian dan kehati-hatianlah yang menentukan hasil yang sesuai dengan

data yang kita peroleh, dan sebaiknya untuk para praktikan menggunakan alat yang

masih bagus. Karena kelayakan alat sangat menentukan dalam praktikan ini. Selain

itu juga sebaiknya sebelum melakukan praktikum alat sudah disiapkan terlebih dahulu

agar tidak banyak waktu yang terbuang hanya untuk mempersiapkan alat. Begitu juga

dengan pembimbing, agar dapat memberikan arahan yang benar-benar jelas dan

melakukan praktikum sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan.

13