JAKARTA, iNews.id - Contoh soal gaya Lorentz menarik untuk diulas. Materi ini bisa kita temukan dengan mudah pada mata pelajaran Fisika kelas 9.
Melansir buku Ringkasan Matematika & Kumpulan Soal Fis SMP 3 karya Suryatin (2018), gaya Lorentz merupakan suatu gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet. Besarnya gaya lorentz sebanding dengan kuat arus listrik, kuat medan magnet, dan panjang kawatnya.
Adapun cara mencari besarnya gaya Lorentz dapat dicari melalui rumus:
Florentz = B I l sin α
Keterangan:
Florentz = Gaya Lorenz
B = kuat arus medan magnet (Tesla)
I = kuat arus yang mengalir pada kawat (ampere)
I = panjang kawat (m)
α = sudut yang dibentuk dari B dan I
Melansir berbagai sumber, Jumat (31/1/2025), berikut contoh soal gaya Lorentz.
1. Sebuah kawat dengan panjang 1 m berarus listrik 10 A. Jika kawat diletakkan dalam medan magnet 0,01 T yang arahnya membentuk sudut 30° terhadap arah arus maka gaya magnet yang dialami kawat sebesar …
Pembahasan:
Diketahui:
L = 1 m
I = 10 A
B = 0,01 T
α = 30°
Ditanya: F = ?
Jawab:
F = B . I . L sin α
F = 0,01 T . 10 A . 1 m . sin 30°
F = 0,05 N
Jadi, gaya magnet yang dialami kawat adalah 0,05 N
2. Kawat penghantar yang dialiri arus listrik 10 A dipotong menjadi setengah panjang semula. Kawat ini dilewatkan pada suatu medan magnet yang tetap. Nilai gaya lorentz yang dialami kawat yaitu…
Pembahasan:
Diketahui:
L1 = L
L2 = ½L
F1 = F
Ditanya:
F2 = ?
Penyelesaian:
F = BiL
F/L = Bi
F1/L1 = F2/L2
F/L = F2/½al
F2 = ½F
Jadi, gaya lorentznya berubah menjadi ½ kali semula
3. Kawat berarus listrik berada dalam medan magnet 60 tesla mengalami gaya lorentz 12 N. Jika kawat itu berada dalam medan magnet 15 tesla, besar gaya lorentz yang dialami kawat adalah…
Pembahasan:
Diketahui :
B = 60 T
F = 12 N
Jika B2 = 15 T
Ditanyakan : F2 ?
Dijawab ;
Rumus :
F = B x I x L
Jadi :
F1/F2 = B1 x I x L/B2 x I x L …………> I dan L dicoret
12/F2 = 60/15
12/F2 = 4
F2 = 12/4
F2 = 3 N
Jadi Gaya lorentz yg dihasilkan = 3 N'
4. Jika gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh kawat tembaga yang berada dalam medan magnet 25 tesla dan dialiri arus listrik 0,02 A adalah 25 N, maka Panjang kawat tersebut adalah …
Pembahasan:
Diketahui:
B = 25 T
I = 0,02A
F = 25 N
Ditanya: l = …?
Jawab:
F = B x I x l
l = F : (B x I) = 25 N : (25 T x 0,02 A) = 25 N : 0,5 = 50 m
5. Sebuah kawat lurus panjang dengan arus listrik sebesar 5 A mengalir tegak lurus dengan medan magnet yang memiliki fluks magnetik sebesar 0.02 Wb. Jika panjang kawat tersebut adalah 2 m, berapakah besarnya gaya Lorentz yang bekerja pada kawat tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
L = 1 m
I = 5 A
B = 0,02 Wb
α = Sin(90°) (karena tegak turus), Sin(90°) = 1
Ditanya: F = ?
Jawab:
F = B . I . L sin α
F = 0,2 Wb . 5 A . 2 m . 1
F = 0,2 N
Jadi, gaya magnet yang dialami kawat adalah 0,2 N
6. Jika gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh kawat tembaga sepanjang 20 meter yang dialiri arus listrik 0,5 A adalah 75 N, maka besar medan magnet yang dihasilkan adalah …
Pembahasan:
Diketahui:
L = 20 m
I = 0,5 A
F = 75 N
Ditanya: B = …?
Jawab:
F = B x I x L
B = F : (I x l) = 75 N : (0,5 A x 20 m) = 75 N : 10 = 7,5 N
7. Kawat memiliki panjang 500 cm berada dalam medan magnet dengan kekuatan 20 T. Jika besar arus listrik yang mengalir pada kawat itu 2A, berapa gaya lorentz yang bekerja di kawat?
Pembahasan:
Diketahui:
L = 500 cm = 0,5 m
B = 20 T
I = 2 A
Ditanya: Berapa gaya lorentz yang bekerja di kawat?
Jawab:
F = BIL = 20 T(2 A)(5 m) = 200 N
Gaya lorentz yang bekerja di kawat sebesar 200 N.
8. Diketahui elektron bergerak dengan kecepatan 6000 m/s memasuki medan magnet 2000 T. Jika arah kecepatan dan medan magnet membentuk sudut 30 derajat maka gaya lorentz yang dialami oleh elektron sebesar…
Pembahasan:
Diketahui:
q = -1,6×10-19 C (Muatan elektron)
v = 6000 m/s
B = 2000 T
α = 30 derajat
Ditanya:
F?
Jawab:
F = q.v.B.sin30
F = 1,6×10-19.6000.2000.1/2
F = 9,6 x 10-13 N
Jadi besar gaya lorentz yang dialami elektron yaitu 9,6 x 10-13 Newton.