Nama : Riza
Yusworo
Kelas : XI IPA
4
Gaya
Lorentz
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),
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.
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
*Gaya sentripetal yang dialami oleh partikel
*Gaya sentripetal yang dialami oleh partikel
Aplikasi Gaya Lorentz
Motor listrik
Pada saat sakelar on maka akan
mengalir arus dari sumber tegangan menuju cincin komutator selanjutnya melalui
sikat karbon arus mengalir ke kumparan (loop). Sehingga di dalam loop akan ada
aliran elektron yang berada di dalam medan magnet.Elektron yang terdapat pada
loop akan mendapat gaya lorentz yang besarnya sama tetapi dengan arah yang berlawanan
pada masing-masing sisi loop. Sehingga keseimbangan loop terganggu dan loop
akan berputar secara terus menerus. Fungsi komutator pada motor listrik adalah
untuk mengatur agar arus tetap mengalir ke satu arah. Motor listrik mengubah
energi listrik menjadi gerak.
Penerapan gaya lorentz yang lain,
untuk alat ukur listrik, salah satunya adalah galvanometer. Galvanometer
digunakan untuk mengukur arus listrik yang kecil. Prinsip kerjanya sama dengan
motor listrik, yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya Lorente
sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang
saling berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuk
silinder membentuk statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutub-kutub
sebuah magnet hermanen. Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui
pegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan. Maka sisi kumparan
yang dekat dengan kutub utara dan kutub selatan mengalami gaya Lorente yang
sama tetapi berlawanan arah, yang akan menyebebkan kumparan berputar. Putaran
kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya akan berputar
dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah jarum untuk
menunjuk pada skala tertentu. Angka yang ditunjukkan oleh skala menyatakan
besar arus listrik yang diukur.
Speaker
(Pengeras Suara)
Pengeras suara bekerja berdasarkan prinsip gaya lorentz.
Komponen dasar pengeras suara terdiri dari tiga bagian yaitu sebuah krucut
yertas yang bersambungan dengan sebuah kumparan suara (silinder yang dikitari
oleh kawat tembaga) dan sebuah magnet hermanen berbentuk silinder (kutub utara
di tengah dan dikelilingi kutub selatan). Ketika arus dilewatkan pada lilitan
kumparan , maka padanya akan bekerja gaya lorentz yang disebabkan oleh magnet
permanen. Besar kecilnya gaya bergantung pada arua yang dihasilkan oleh
terminal pengeras suara sehingga akan menyebabkan maju mundurnya kerucut kertas
yang menumbuk udara sehingga dihasilkan gelombang-gelombang bunyi sesuai dengan
frekuensi pengeras suara. akan mengalir arus dari terminal pengeras suara
menuju kumparan suara , sehingga didalam kumparan akan ada aliran elektron yang
berada di dalam medan magnet. Elektron yang berada di medan magnet akan
mengalami gaya lorentz yang dapat menimbulkan maju atau mundurnya kerucut
kertas, sehingga elektron-elektron yang ada disekitar kerucut bertumbukan
dengan udara yang mengakibatkan gelombang bunyi.
BLENDER
Blender, sebuah alat
yang sudah sangat dikenal oleh masyarakat di seluruh dunia. Alat tersebut
sangat membantu pekerjaan di dapur. Biasanya alat ini digunakan untuk membuat
jus buah atau sayur dan menghaluskan bumbu masakan. Namun, pernahkan
terpikirkan bagaimana prinsip kerja alat tersebut? dan bagaimakah pisau yang
terdapat pada blender bisa berputar sangat cepat sehingga dapat menghancurkan
buah, sayur, dan bumbu masakan dalam waktu yang singkat?
Blender: alat rumah tangga yang sangat memudahkan pekerjaan di dapur.
Keberadaan blender saat
tidak bisa lepas dari konsep fisika yang dikemukaan oleh salah satu ilmuan
fisika (fisikawan) dari Belanda yaitu Hendrik Lorentz. Hendrik Lorentz
merupakan salah satu fisikawan asal Belanda yang meraih nobel fisika, dia
meraih nobel fisika pada tahun 1902. Hendrik Lorentz telah memberikan sumbangan
yang sangat besar dalam perkembangan teori-teori fisika. Salah satunya adalah
tentang Gaya Lorentz. Hendrik Lorentz menyatakan bahwa muatan listrik yang
bergerak dalam medan magnet akan mendapatkan suatu gaya yang disebut dengan
Gaya Lorentz. Gaya ini muncul pada kawat listrik (konduktor) berarus yang
berada dalam medan magnet (ingat: arus listrik merupakan muatan yang bergerak).
Teori inilah yang mendasari pembuatan Motor Listrik. Motor listrik dikenal
sebagai alat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik (energi
gerak). Motor listrik inilah yang memutar pisau blender dengan cepat sehingga
dapat menghancurkan buah, sayur, dan bumbu masakan.
