Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Gaya Magnetik (Gaya Lorentz) pada Kawat Berarus dan Pembahasan

Soal 1
Sebuah kawat dengan panjang 30 cm membawa arus 1.0 A terletak tegak lurus terhadap medan magnet dengan besar 30mT. Berapa besar gaya Lorentz pada kawat?
Jawab:
Gaya pada kawat diberikan oleh F = iL × B.
Arah L × B adalah arah kanan seperti gambar. Karena L dan B saling tegak lurus satu sama lain, maka
F = iLB = (1,0 A)(0,3 m)(0,03 T) = 0,009 N = 9 mN
Gaya yang bekerja pada kawat adalah F = 9 mN dalam arah ke kanan.

Soal 2
Hitung besar gaya yang bekerja pada seutas kawat dengan panjang 0,1 m yang dilalui arus 10 A, jika kawat tersebut: (a) tegak lurus, (b) miring 300 dan (c) sejajar dengan medan magnetik 10-2 T.

Jawab:
Panjang kawat l = 0,1 m, kuar arus i = 10 A, dan induksi magnetik B = 0,01 T.
(a) kawat tegak lurus medan magnetik maka θ = ∠ (i, B) = 900, deng an sin 900 adalah
F = ilB sin θ = (10)(0,1)(0,01)(1) = 0,01 N
 (b) kawat miring 300 terhadap medan magnetik, maka
F = ilB sin θ = (10)(0,1)(0,01)(sin 300) = 5,0 x 10-3 N = 5,0 mN
 (c) kawat sejajar dengan medan magnetik, maka θ = 0, sehingga F = 0

Soal 3
Pada sepotong kawat yang panjangnya 10 cm, bekerja gaya magnetik sebesar 0,1 N ketika dialiri arus 2 A. Hitung kuat medan magnetik jika arah arus listrik membentuk sudut 300 dengan medan magnetik!

Jawab
Gaya pada kawat diberikan oleh F = iL × B = iLB sin θ dengan  θ menyatakan sudut antara medan magnetik dan arah arus, maka
F = iLB sin θ
0,1 = (0,1 A)(0,1 m)B sin 300
B = 1,0 T

Soal  4
Sebuah kawat membawa arus konstan 2.4 A. Bagian lurus kawat sepanjang 0,75 m dan terletak di sepanjang sumbu x dalam bidang seragam B = 1,6 T dalam arah-z. Jika arus berada di arah x positif, berapa gaya magnet yang bekerja pada kawat?
Jawab:
Gaya pada kawat diberikan oleh F = iL × B.
Arah L × B adalah arah y negatif. Karena L dan B saling tegak lurus satu sama lain, maka
F = iLB = (2,4 A)(0,75 m)(1,6 T) = 2,88 N.
Gaya yang bekerja pada kawat adalah F = –2,88 N dalam arah y negatif.

Soal  5
Seutas kawat yang terletak pada bidang XY membentuk sudut 600 terhadap sumbu X positif dan dialiri arus 5 A, seperti gambar. Kawat tersebut dipengaruhi oleh medan magnetik sebesar 0,055 T.
Tentukan besar dan arah gaya pada kawat sepanjang 100 cm, jika medan magnetik berarah ke sumbu: (a) X positif, (b) Y positif, dan (c) Z positif.



Jawab:
Diketahui, kuat arus i = 5 A, panjang kawat L = 100 cm = 1 m, dan besar medan magnetik B = 0,055 T.
Kita tentukan dahulu besar komponen kecepatan iLx dan iLy, kemudian vektor iL. Lihat gambar di bawah ini,

iLX = iL cos 600 = 5 x 1 x ½ = 2,5 Am
iLy = iL sin 600 = 5 x 1 x ½√3 = 2,5√3 Am
maka vektor iL = iLXi + iLyj = 2,5i + 2,5√3j
Gaya pada kawat diberikan oleh F = iL × B.
Arah iL × B adalah arah y negatif. Karena L dan B saling tegak lurus satu sama lain.

(a) Untuk induksi magnetik ke arah X+, sehingga B = 0,055i T, maka
F = iL × B
   = (2,5i + 2,5√3j)×(0,055i)
F = –0,1375k
(artinya, besar gaya Lorentz F = 0,1375 N dan berarah ke sumby Z negatif)
(b)Untuk induksi magnetik ke arah Y positif, sehingga B = 0,055j T, maka
F = iL × B
   = (2,5i + 2,5√3j)×(0,055j)
F = +0,1375k
(artinya, besar gaya Lorentz F = 0,1375 N dan berarah ke sumby Z positif)

(c) Untuk induksi magnetik ke arah Z positif, sehingga B = 0,055k T, maka
F = iL × B
   = (2,5i + 2,5√3j)×(0,055k)
F = –0,1375j + 0,1375√3i
F = 0,1375(√3i j)
Besarnya gaya Lorentz untuk kasus ini adalah
F = (Fx2 + Fy2)1/2
   = 0,1375[(√3)2 + (–1)2]1/2
F = 0,275 N
Dan arah gaya ini adalah
tan α = Fy/Fx = –1/√3
       α = inv tan (–1/√3)
       α = 3300 terhadap X positif atau –300 terhadap sumbu X+

0 Response to "Soal Gaya Magnetik (Gaya Lorentz) pada Kawat Berarus dan Pembahasan"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel