Gaya Lorentz (Aplikasinya)

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

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.