I = 100 mA = 0,01 A B = 0,01 T
θ = 30
o
167
nya mengambil panjang bagian kawat yang dikenai medan magnet
0,1 × 0,01 T × sin 30o = = 0,1 × 0,1 × 0,01 ×12
5 × 10
-5
N
rentz Pada Muatan yang Bergerak
alian sudah tahu bahwa muatan yang bergerak menghasilkan arus listrik bukan? Dengan emikian, muatan yang bergerak dalam medan magnet juga mengalami gaya Lorentz. Kita dapat
yang bergerak dari persamaan gaya Lorentz L = 10 cm = 0,1 m ha
Maka F = I L B sin
θ = 0,1
× =
4.11 Gaya Lo K
d menurunkan persamaan gaya Lorentz untuk muatan
untuk arus pada kawat. Telah kita bahas, gaya Lorentz pada kawat yang dialiri arus adalah
B L
I F
r r
r ×
= Tetapi, arus sama dengan muatan yang mengalir per satuan waktu, atau
t I
∆ q
= 4.5
dengan ∆t adala
elanjutnya kita dapat menulis gaya Lorentz pada kawat berarus listrik sebagai berikut h selang waktu dan q adalah muatan yang mengalir dalam selang waktu tersebut.
S
B t
L q
B L
t q
F ×
⎟⎟ ⎜⎜ ∆
= ×
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
∆ =
r r
r r
r ⎠
⎞ ⎝
⎛
4.6
Tetapi, t
L ∆
r adalah panjang per satuan waktu. Untuk muatan yang bergerak, L
r adalah
perpindahan muatan dan ∆t adalah lama waktu perpindahan. Jadi,
t L
∆ r
tidak lain daripada kecepatan muatan, atau
v t
L r
= ∆
4.7 r
khirnya, dengan substitusi persamaan 4.7 ke dalam persamaan 4.6 diperoleh gaya Lorentz pada muatan yang ber
esarnya gaya Lorentz menjadi A
gerak memenuhi
B v
q F
4.8 r
r r
× =
B sin
qvB F
= θ
4.9
v r
dan vector B r
dengan θ adalah sudut antara vector
.
Gambar 4.11 pembelokan
yang berlawanan. ontoh
s. Jika partikel itu tidak mengalami perubahan arah, tentukan kuat medan agnet
Lintasan muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet mengalami akibat gaya Lorentz. Muatan yang berpuatan positif dan negatif membelok ke arah
C Sebuah partikel yang mempunyai massa 200 miligram dan membawa muatan 2
× 10
-8
coulomb daitembakkan tegak lurus dan horizontal pada medan magnet serba sama yang horizontal dengan
kecepatan 5 × 10
4
m m
Jawab Diberikan
m = 200 miligram = 2
× 10
-4
kg v = 5
× 10
4
ms
168
169
-8
C s2
ja. Pertama adalah gaya gravitasi ke bawah. Kedua adalah Gaya ntasan partikel tidak berubah maka besar gaya Lorentz sama dengan besar gaya
ravitasi = m g arena lintasan partikel tegak lurus medan magnet, maka besar gaya Lorentz = q v B sin 90
o
= q q = 2
× 1 g = 10 m
Di sini ada dua gaya yang beker Lorentz. Agar li
gravitasi. Besar gaya g
K v B.
Karena kedua gaya sama maka q v B = m g
atau
10 5
10 2
4 8
× ×
×
−
qv B
=
10 10
2
4
× ×
=
−
2 T
embelokkan Lintasan Muatan Dalam Medan Magnet
eperti yang dibahas di atas, arah gaya Lorentz selalu tegak lurus B dan tegak lurus v. Arah gaya yang selalu tegak lurus arah g
partikel bermuatan yang bergerak dalam medan magnet persis sama dengan gaya pada benda yang sedang bergerak melingkar beraturan. Pada benda
ang bergerak melingkar, selalu bekerja gaya ke arah pusat lingkaran, sedangkan arah gerak an, kita bias mamastikan bahwa
= mg
4.12 P S
