Pengertian Gaya Lorentz: Rumus dan Contoh Soal

Pengertian Gaya Lorentz serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

Di  dalam ilmu fisika ada banyak sekali macam-macam gaya, salah satunya adalah gaya lorentz dan pada kesempatan kali ini saya akan mengulas tentang pengertian Gaya lorentz secara lengkap.

Pengertian

Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) merupakan ilmuwan Belanda yang memiliki kontribusi besar pada bidang fisika dan fisika kuantum. Berdasarkan hasil kerja ilmuwan-ilmuwan sebelumnya, Lorentz berhasil mengoreksi serta menyelesaikan hukum gaya elektromagnetik yang sekarang menyandang namanya.

Gaya lorentz merupakan gabungan antara gaya elektrik dan gaya magnetik pada suatu medan elektromagnetik. Gaya Lorentz bisa timbul karena adanya muatan listrik yang bergerak atau karena adanya arus listrik dalam suatu medan magnet. Arah dari gaya Lorentz selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik dan induksi magnetik yang ada.

Kawat Berarus

Sebuah kawat seperti gambar di atas dialiri arus listrik sebesar I dan diletakkan di tengah medan magnet seperti di atas, maka yang akan terjadi adalah timbulnya gaya Lorentz pada kawat tersebut.

Dengan kejadian itu bisa digabungkan dua definisi yaitu definisi gaya Lorentz dan definisi kuat arus sehingga didapatkan suatu persamaan Gaya Lorentz yang akan kita bahas dibelakang.

Kawat Sejajar

Saat dua kawat disusun sejajar dengan panjang sama yaitu l dialiri arus listrik sebesar I dan magnet tersebut terkena gaya magnet homogen sebesar B, maka akan menimbulkan gaya Lorentz berupa gaya Tarik menarikmaupun tolak menolak.

Gaya Tarik dan tolak itu bisa timbul bergantung susunan kawat dan arah arus listrik yang mengalir pada kawat tersebut.

Dari ilustrasi di atas sangat jelas terlihat kejadian gaya Lorentz pada gambar kanan dan kiri. Dari kiri kita bisa melihat bahwa arah arus listrik searah dan medan magnetpun searah.

Berbeda dengan gambar kanan yang mana arah arus listrik berlawanan dan arah medan listrik pun berlawanan.

Rumus

Kawat Berarus

FL =Bil sin α

Dimana:

• FL = gaya Lorentz (N)
• i = arus listrik pada kawat (A)
• l = panjang kawat (m)
• α = sudut yang dibentuk oleh B dan I (derajat)

Kawat Sejajar

FL = F₁ = F₂ = μ₀ I₁ I₂ / 2 π a

Dimana:

• F₁ = gaya Lorentz tarik menarik (N)
• F₂ = gaya Lorentz tolak menolak (N)
• μ₀ = permeabilitas vakum (4pi 10^-7 Wb/Am)
• l = panjang kawat (m)
• a = jarak antar kawat (m)

Contoh Soal

Suatu kawat berarus listrik 20 A dengan arah ke atas berada dalam sebuah medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sebuah sudut 30^o terhadap kawat. Jika panjang kawat 20 meter. Berapa besarnya gaya Lorentz yang akan dialami kawat tersebut?

Jawab:

Diketahui:

I = 20 A

B = 0,5 T

α = 30^o

l = 20 m

Penyelesaian:

FL =Bil sin α

FL = 0.5 20 20 sin 30^o

FL = 100 N

Jadi besar gaya Lorentz yang dialami  kawat tersebut adalah 100N.