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
Di unduh dari : Bukupaket.com
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
Di unduh dari : Bukupaket.com
131
Fisika SMAMA XII
Soal Latihan :
1. Sebuah partikel bermuatan listrik positif sebesar 6.10
-6
C bergerak dengan kecepatan 4 .10
5
ms melewati medan magnet homogen 0,2 Wbm
2
. Tentukan besar gaya magnetik yang dialami partikel tersebut jika arah
geraknya tegak lurus arah medan magnet 2.
Sebuah partikel yang mempunyai massa 300 miligram dan membawa muatan 2 .10
-8
C ditembakkan tegak lurus dan horisontal pada medan magnet yang serba
sama dengan kecepatan 5.10
4
ms. Jika partikel tersebut tetap bergerak lurus tentukan besar induksi
magnetnya
C. Penerapan Gaya Magnetik dalam Industri
Kategori