127
Fisika SMAMA XII
Arah gaya magnetik yang terjadi pada kedua kawat dapat dilihat pada Gambar 4.10. Apabila arah arus pada kawat itu
searah maka pada kedua kawat akan terjadi gaya tarik-menarik dan sebaliknya jika arah arus pada kedua kawat berlawanan,
maka akan tolak-menolak. Gaya tarik-menarik atau gaya tolak- menolak pada kedua kawat merupakan akibat adanya gaya
magnet pada kedua kawat tersebut. Besarnya gaya magnet pada masing-masing kawat dapat
dinyatakan
F = B
1
I
2
l sin T atau F = B
2
I
1
l sin T ....4.15
Karena arah B dan I saling tegak lurus atau
T =90
o
maka F = B
1
I
2
l atau F = B
2
I
1
l ....4.16 dengan :
F = gaya magnet pada kawat I
1
= arus listrik pada kawat 1 I
2
= arus listrik pada kawat 2 B
1
= induksi magnet yang ditimbulkan oleh kawat 1 B
2
= induksi magnet yang ditimbulkan oleh kawat 2 l
= panjang kawat penghantar Pada awal bab telah dihitung bahwa besarnya induksi
magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik adalah : B =
maka nilai B
1
= dan
B
2
=
Gambar 4.10
Arah gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus.
Fisika SMAMA XII
128
jika harga ini dimasukkan dalam nilai F, menjadi F =
. Gaya magnetik di antara kedua kawat sejajar sering dinyatakan
sebagai gaya per satuan panjang yaitu :
.... 4.17 dengan
a adalah jarak antara kedua kawat tersebut.
Contoh Soal
Dua buah kawat panjang sejajar terpisah pada jarak 10 cm, masing-masing dialiri arus sebesar 10 A dan 20 A, tentukan besar gaya magnetik per satuan
panjang yang bekerja pada kawat Penyelesaian :
Diketahui :
a = 10 cm = 0,1 m I
1
= 10 A I
2
= 20 A P
= 4 × 10
-7
Wb A
-1
m
-1
Ditanyakan : = ...?
Jawab :
= =
= 4.10
-4
N
Soal Latihan :
1. Dua buah kawat sejajar dialiri arus listrik yang sama
besarnya dan terpisah pada jarak 1m. Pada kawat tersebut timbul gaya magnet sebesar 2.10
-7
Nm, tentukan kuat arus listrik yang mengalir pada kawat tersebut
2. Dua buah kawat penghantar sejajar terpisah sejauh
20 cm. Apabila pada kedua kawat tersebut timbul gaya magnet sebesar 2 . 10
-5
Nm, tentukan berapa Ampere arus yang mengalir pada kawat kedua jika pada kawat
pertama mengalir arus sebesar 4 A
129
Fisika SMAMA XII
3. Gaya Magnetik yang Dialami oleh Muatan Listrik yang Bergerak dalam
Medan Magnetik
Sebuah benda bermuatan listrik yang bergerak dalam medan magnetik juga akan mengalami gaya magnetik.
Besarnya gaya magnetik yang dialami oleh benda bermuatan listrik dinyatakan :
F = B I l sin T
F = l sin T
F = Bq
t sin
T F = Bqv sin
T .... 4.18 Di mana kuat arus
I = dan kecepatan v =
dengan : F = gaya magnetik N
B = induksi magnet T q = besarnya muatan listrik C
v = kecepatan muatan listrik ms T = sudut yang dibentuk oleh arah I dan v ms
Apabila benda bermuatan listrik memasuki medan magnet dengan arah tegak lurus medan magnet, maka benda
bermuatan listrik tersebut akan bergerak dalam medan dengan lintasan yang berbentuk lingkaran. Hal tersebut
dikarenakan gaya magnetik yang timbul akan berfungsi sebagai gaya sentri petal F
s
. Besarnya jari-jari lintasan yang di- tempuh oleh muatan listrik dapat dihitung sebagai berikut :
F = Bqv
F
s
= Jadi :
Bqv =
Gambar 4.11
Benda bermuatan masuk medan
magnet dengan arah tegak lurus terhadap
medan magnet meng- hasilkan lintasan berupa
lingkaran. B
F F
v
v
Fisika SMAMA XII
130
R = .... 4.19
dengan : R = jari -jari lintasan muatan listrik m
m = massa benda bermuatan listrik kg v = kecepatan benda bermuatan listrik ms
B = induksi magnet T q = muatan listrik benda c
Dengan melewatkan partikel ke dalam medan magnet homogen akan menyebabkan partikel tersebut bergerak lebih cepat sehingga partikel
tersebut dapat memiliki energi sampai 10 MeV. Peralatan yang mengguna- kan prinsip medan magnet yang berfungsi untuk meningkatkan tingkat
energi partikel bermuatan listrik misalnya proton disebut siklotron atau betatron. Proton yang berenergi tinggi digunakan untuk mengganggu ke-
stabilan inti yang stabil sehingga berubah menjadi inti atom yang radioaktif radioisotop. Cobalah kalian jelaskan bagaimana prinsip kerja dari siklo-
tron atau betatron tersebut? Carilah sumber dari buku literatur atau internet
Contoh Soal
Sebuah partikel bermuatan sebesar 5.10
-5
C bergerak dalam medan mag- net 0,5 Wbm
2
dengan kecepatan 2.10
4
ms. Tentukan besarnya gaya magnetik yang dialami partikel tersebut jika arah geraknya
membentuk sudut 30
o
terhadap medan magnet
Penyelesaian : Diketahui
: q = 5.10
-5
C B = 5.10
-1
Wbm
2
v = 2.10
4
ms T = 30
o
Ditanyakan : F = ...? Jawab
: F = Bqv sin
T = 5.10
-1
.5.10
-5
.2.10
4
. sin 30
o
= 5.10
-1
. = 0,25 N
Jadi, besarnya gaya magnetik yang dialami partikel adalah 0,25 N.
Keingintahuan : Mencari Informasi
