Mengenal Gaya Lorentz dan Kaidah Tangan Kanan | Fisika Kelas 9

Yuk, kita belajar Gaya Lorentz secara lengkap, meliputi pengertian, kaidah tangan kanan, rumus, hingga contoh soalnya. Simak artikel Fisika kelas 9 ini sampai selesai, ya!

—

Pernah mendengar tentang Gaya Lorentz? Gaya ini diberi nama Lorentz karena penemunya bernama belakang Lorentz.

“Lho, Lorentz bukannya pembalap MotoGP, ya?”

Jorge Lorenzo (Sumber: giphy.com)

Itu mah, Lorenzo! Ah, gimana sih, Bambang!

Lorentz yang menemukan Gaya Lorentz itu nama panjangnya adalah Hendrik Antoon Lorentz.

“Ya maaf, aku kan tahunya Lorenzo yang pembalap itu hehehe.. Eh, tapi, ngomong-ngomong, Gaya Lorentz itu apa, sih?”

Pengertian Gaya Lorentz

Gaya Lorentz adalah gaya yang timbul akibat adanya arus listrik dalam suatu medan magnet. Jadi, jika kita memiliki suatu benda konduktor yang berada di dalam medan magnet, kemudian kita aliri benda tersebut dengan arus listrik, maka akan timbul suatu gaya yang mampu menggerakkan benda tersebut. Nah, gaya ini disebut dengan Gaya Lorentz.

Untuk memahaminya dengan lebih mudah, kamu bisa perhatikan percobaan yang ada pada cuplikan video berikut.

Percobaan Gaya Lorentz (Sumber: Catatan Si Rebiaz via YouTube)

Pada percobaan tersebut, terdapat sebuah benda konduktor berupa kawat yang diletakkan di antara dua buah magnet. Kedua magnet ini memiliki kutub yang berbeda, yaitu kutub Selatan (South/S) dan kutub Utara (North/N). Kemudian, kawat tersebut dialiri dengan arus listrik.

Tanda panah merah menunjukkan arah medan magnet, sedangkan garis kuning menunjukkan arah arus listrik yang mengalir pada kawat. 

Baca Juga: Menghitung Besar Medan Magnet pada Kawat Lurus dan Kawat Melingkar

Coba perhatikan baik-baik. Apa yang terjadi pada kawat? Yup! Kawat tersebut ternyata membengkok ke atas. Hal ini terjadi akibat adanya Gaya Lorentz yang timbul.

“Kenapa kawatnya bengkok ke atas? Kenapa nggak ke bawah?”

Pertanyaan yang bagus! Kawat akan membengkok sesuai dengan arah Gaya Lorentz yang timbul. Pada percobaan tersebut, kawat membengkok ke atas karena Gaya Lorentz yang timbul mengarah ke atas.

Perlu diingat bahwa arah dari Gaya Lorentz selalu tegak lurus dengan arah arus listrik (I) dan arah medan magnet (B). Pada percobaan tersebut, arus listrik mengalir dari  salah satu ujung kawat menuju ujung kawat yang lain seperti diilustrasikan oleh garis kuning pada video. Sedangkan medan magnetnya mengarah dari magnet berkutub Utara di sebelah kanan menuju magnet berkutub Selatan di sebelah kiri. Oleh karena itu, Gaya Lorentz yang timbul akan mengarah ke atas dan membengkokkan kawat ke arah atas pula.

Gampang, kan! Masih ada cara lebih mudah supaya kamu bisa memahami konsep dari Gaya Lorentz ini, lho! Caranya yaitu dengan mempraktikkan sendiri menggunakan tanganmu sesuai dengan kaidah tangan kanan.

Sekarang kita kembali lagi ke percobaan tadi, yuk! Kita gunakan kaidah tangan kanan untuk mengetahui arah Gaya Lorentz yang timbul.

Mengetahui Arah Gaya Lorentz (Sumber: Catatan Si Rebiaz via YouTube)

Nah, sudah paham kan, kenapa kawat pada percobaan ini membengkok ke atas? Kalau kamu pengen kawatnya bengkok ke bawah, tinggal diubah aja arah arus listriknya supaya arah Gaya Lorentz-nya juga ikut berubah.

“Waduh, diubah ke mana, ya?”

Ke mana, hayoo? Coba gunakan kaidah tangan kanan, deh! Pasti kamu akan tahu jawabannya dalam sekejap. Tulis jawaban kamu di kolom komentar, ya! 

Rumus Gaya Lorentz

Namanya juga belajar Fisika, sudah pasti nggak akan jauh-jauh dari yang namanya rumus. Nah, si Gaya Lorentz ini juga punya rumus sendiri, teman.

Rumus Gaya Lorentz digunakan untuk menghitung besarnya Gaya Lorentz yang timbul dalam suatu medan magnet. Rumusnya dapat kamu lihat pada infografik berikut.

Kamu pasti langsung geleng-geleng kepala, kan, abis ngeliat rumus ini? Terus, dalam hati kamu bergumam,

“Ndak bisa rumus Gaya Lorentz…”

Cup cup cup.. Jangan sedih, ya. Kita coba pahami pelan-pelan dengan mengerjakan contoh soal berikut, yuk!

Contoh Soal

1. Untuk contoh soal yang pertama, kamu bisa lihat pertanyaannya pada gambar berikut ini. Kalau mau lihat jawaban atau penyelesaiannya, tinggal di-flip aja gambarnya, ya!

Lanjuut, kita coba contoh soal yang kedua, yuk!

2. Sebuah besi berarus listrik 8 A masuk ke dalam medan magnet yang besarnya 2 T. Medan magnet tersebut, arahnya tegak lurus terhadap arus listrik. Jika gaya Lorentz yang bekerja pada kawat adalah 4 N, maka panjang besi tersebut adalah…

Penyelesaian:

Diketahui:

I = 8 A

B = 2 T

F = 4 N

θ = 90° (karena tegak lurus)

Ditanya:

L = …?

Jawaban:

F = B . I . L . sin θ

L = F / (B . I . sin θ)

L = 4 / (2 . 8 . sin 90°)

L = 4 / (2 . 8 . 1)

L = 4 / 16

L = 0,25 m = 25 cm

Jadi, panjang besi tersebut adalah 0,25 meter atau 25 centimeter.

Lanjuut, ke soal terakhir~

3. Sebuah kawat berarus listrik sepanjang 100 cm berada dalam medan magnet yang membentuk sudut 30° dengan arah medan magnet. Besar medan magnet adalah 100 T dan besar gaya Lorentz adalah 150 N. Berapakah besar arus listrik yang mengaliri kawat?

Penyelesaian:

Diketahui:

L = 100 cm = 1 m

θ = 30°

B = 100 T

F = 150 N

Ditanya:

I = …?

Jawaban:

F = B . I . L . sin θ

I = F / (B . L . sin θ)

I = 150 / (100 . 1 . sin 30°)

I = 150 / (100 . 1 . 1/2)

I = 150 / 50

I = 3 A

Jadi, besar arus listrik yang mengaliri kawat tersebut adalah 3 Ampere.

Gimana? Sudah paham?

“Pahaaammm, cikguuu!”

Kalau begitu, selamat! Kamu sudah berhasil menambah satu ilmu baru, yaitu ilmu tentang Gaya Lorentz. Semoga bermanfaat, ya. Kalau ada yang ingin ditanyakan, kamu bisa tanya ke tutor favorit kamu di Roboguru Plus. Tinggal klik banner-nya aja ya, guys!

Referensi:

Zubaidah, S. dkk. (2015). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas IX Semester 2. Jakarta: Pusat Kurikulum dan Perbukuan, Balitbang, Kemdikbud.

‘Hendrik Antoon Lorentz’, Wikipedia, [Daring]. Tautan: https://id.wikipedia.org/wiki/Hendrik_Antoon_Lorentz (Diakses: 20 April 2021)

‘Lorentz force’, Wikipedia, [Daring]. Tautan: https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_force (Diakses: 20 April 2021)

Sumber Gambar:

GIF ‘Jorge Lorenzo’ [Daring]. Tautan: https://media.giphy.com/media/fnSR0EFiTw3uVhWpbE/giphy.gif (Diakses: 20 April 2021)

GIF ‘Mengetahui Arah Gaya Lorentz’ [Daring]. Tautan: https://www.youtube.com/watch?v=6RaU3QAGs-4&t=92s (Diakses: 20 April 2021)

GIF ‘Percobaan Gaya Lorentz’ [Daring]. Tautan: https://www.youtube.com/watch?v=6RaU3QAGs-4&t=92s (Diakses: 20 April 2021)

Artikel ini telah diperbarui pada 1 September 2022.