Postingan ini membahas contoh soal gaya Lorentz / gaya magnetik yang disertai pembahasannya atau penyelesaiannya + jawaban. Lalu apa itu gaya Lorentz ?. Gaya Lorentz atau gaya magnetik adalah gaya yang diakibatkan oleh muatan listrik yang bergerak atau arus listrik dalam medan magnet. Gaya Lorentz dapat terjadi pada kawat berarus dalam medan magnet, kawat sejajar berarus dan muatan yang bergerak dalam medan magnet. Rumus gaya Lorentz sebagai gaya lorentz kawat berarus dalam medan magnet F = B . i . L . sin α Keterangan F = gaya Lorentz N, B = medan magnet T, i = arus listrik A, L = panjang kawat m dan α = sudut antara B dengan i. Rumus gaya lorentz muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet F = q . v . B. sin α q = muatan listrik C, v = kecepatan muatan m/s, B = medan magnet T dan α = sudut antara v dengan B. Rumus gaya lorentz dua kawat sejajar berarus F = μo . i1 . i22 . π . a L Keterangan µ0 = 4π x 10-7 Wb/ i1 dan i2 = arus listrik kawat 1 dan 2 A L = panjang kawat m a = jarak dua kawat mContoh soal 1Sepotong kawat penghantar lurus berarus listrik yang arahnya ke timur diletakkan dalam medan magnet yang arahnya ke utara. Pada penghantar akan timbul gaya Lorentz yang arahnya…A. Timur lautB. BawahC. AtasD. BaratE. SelatanPembahasan / penyelesaian soalKaidah tangan kanan arah gaya lorentzSoal diatas jika digambarkan sebagai berikutmenentukan arah gaya lorentz dengan kaidah tangan kananBerdasarkan gambar diatas maka arah gaya lorentz keluar bidang kertas atau ke atas. Jadi soal ini jawabannya soal 2Sebuah kawat berarus listrik i diletakkan diantara dua kutub magnet utara dan selatan seperti gambar dibawah soal arah gaya Lorentz nomor 2Arah gaya Lorentz pada kawat adalah… A. Dari kutub Utara menuju selatan B. Menuju kutub selatan magnet kutub utara magnet D. Keluar bidang kertas E. Masuk bidang kertasPembahasan / penyelesaian soalArah medan magnet pada magnet batang berasal dari kutub utara menuju kutub selatan. Jadi arah medan magnet gambar diatas adalah ke kanan. Dengan menggunakan kaidah tangan kanan maka arah gaya Lorentz adalah masuk bidang kertas seperti gambar dibawah soal nomor 2 menentukan arah gaya LorentzJawaban soal ini adalah soal 3Perhatikan gambar soal arah gaya Lorentz nomor 3Jika arus listrik dialirkan pada kawat maka arah gaya magnetik yang dialami kawat adalah …A. ke bawahB. ke kiriC. ke kananD. tegak lurus masuk bidang kertasE. tegak lurus keluar bidang kertasPembahasan / penyelesaian soalPembahasan soal arah gaya Lorentz nomor 4Jadi soal ini jawabannya soal 4Kawat lurus berarus listrik i berada dalam medan magnet B seperti soal arah gaya lorentz nomor 4Manakah gambar yang benar sesuai gaya magnetik pada kawat ?.A. 1 dan 3 sajaB. 2 dan 4 sajaC. 1, 2, dan 3 sajaD. 2, 3, dan 4 sajaE. 1, 2, 3, dan 4Pembahasan / penyelesaian soalKaidah tangan kanan arah gaya LorentzDengan menggunakan kaidah tangan kanan gaya Lorentz diatas maka yang benar adalah gambar nomor 1, 2, 3, dan 4. Soal ini jawabannya soal 5Perhatikan gambar disamping. Dari titik A sebuah elektron bergerak dengan kecepatan v memasuki medan magnet B. Salah satu lintasan yang mungkin dilalui elektron adalah …Soal arah gaya Lorentz nomor 5A. K-L-MB. S-T-UC. P-Q-RD. P-K-RE. S-K-UPembahasan / penyelesaian soalKaidah tangan kanan gaya Lorentz v – B – FDengan menggunakan kaidah tangan kanan diatas, didapat arah gaya Lorentz F ke kiri. Tetapi karena elektron muatannya negatif maka arah gaya Lorentz sebaliknya yaitu ke kanan. Jadi lintasan yang mungkin P-Q-R. Soal ini jawabannya soal 6Kawat lurus berarus listrik 2 A berada dalam medan magnet sebesar 0,5 T yang arahnya tegak lurus terhadap arus. Jika gaya Lorentz yang bekerja pada kawat sebesar 2 N maka panjang kawat adalah…A. 1 m B. 2 m C. 3 m D. 4 m E. 5 mPembahasan / penyelesaian soalPada soal ini diketahui i = 2 A, B = 0,5 T, F = 2 N dan α = 90° karena tegak lurus. Maka cara menentukan panjang kawat menggunakan rumus dibawah ini.→ F = B . I . L . sin α → L = FB . I . sin 90° → L = 2 N0,5 T . 2 A . 1 = 2 panjang kawat sebesar 2 m. Jawaban soal ini adalah soal 7Sebuah 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 …A. 0,05 NB. 0,5 NC. 2 ND. 4 NE. 8 NPembahasan / penyelesaian soalPada soal ini diketahui L = 1 m, I = 10 A, B = 0,01 T dan α = 30°. Maka gaya magnet / gaya Lorentz pada kawat dihitung dengan cara dibawah ini→ F = B . I . L sin α → F = 0,01 T . 10 A . 1 m . sin 30° → F = 0,05 NJadi jawaban soal ini adalah soal 8Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 3000 m/s memasuki medan magnet 1000 T. Jika arah kecepatan dan medan magnet membentuk sudut 30 maka gaya Lorentz yang dialami elektro sebesar … A. 1,6 x 10-13 N B. 1,8 x 10-13 N C. 2,4 x 10-13 N D. 3,6 x 10-13 N E. 4,8 x 10-13 NPembahasan / penyelesaian soalPada soal ini diketahui q = – 1,6 x 10-19 C muatan elektron, v = 3000 m/s, B = 1000 T dan α = 30°. Maka gaya Lorentz yang dialami elektron dihitung dengan rumus sebagai berikut→ F = q . v . B . sin α → F = 1,6 x 10-19 . 3000 m/s . 1000 . 12 → F = 2,4 x 10-13 NJadi soal ini jawabannya soal 9Sebuah proton mp = 1,67 x 10-27 kg dan qp = 1,6 x 10-19 C bergerak melingkar dalam medan magnet sebesar 2000 T seperti gambar dibawah proton dalam medan magnet BKecepatan proton adalah… A. 1,4 x 109 m/s B. 13,4 x 109 m/s C. 13,4 x 109 m/s D. 17,5 x 109 m/s E. 20,6 x 109 m/sPembahasan / penyelesaian soalUntuk menghitung kecepatan proton atau elektron yang bergerak dalam medan magnet dengan menggunakan rumus dibawah ini.→ r = m . vB . q → v = r . B . qm → v = 0,07 m. 2000 T . 1,6 x 10-19 C1,67 x 10-27 kg → v = 13,4 x 109 m/ soal ini jawabannya soal 10Dua kawat penghantar sejajar berjarak 1 m satu sama lain dialiri arus listrik 1 A dengan arah yang sama. Gaya lorentz per satuan panjang kedua kawat adalah… A. 4 x 107 N/m B. 2 x 107 N/m C. 2 x 10-7 N/m D. 4 x 10-7 N/m E. 8 x 10-7 N/mPembahasan soal / penyelesaianUntuk menjawab soal ini kita gunakan rumus gaya Lorentz dua kawat sejajar yaitu→ FL = μo . i1 . i22 . π . a . → FL = 4π 10-7 Wb/ 1 A . 1A2 . π . 1 m . → FL = 2 x 10-7 N/ soal ini jawabannya soal 11Kawat P dialiri arus listrik 6 A dengan arah ke atas seperti gambar gaya lorentz nomor 9Jika µ0 = 4π x 10-7 Wb/ dan terjadi gaya tolak-menolak per satuan panjang antara kawat P dan Q sebesar 1,2 x 10-5 N/m, maka besar dan arah arus listrik pada kawat Q adalah …A. 1 A ke atasB. 1 A ke bawahC. 10 A ke atasD. 10 A ke bawahE. 20 A ke atasPenyelesaian soal / pembahasanUntuk menjawab soal ini kita gunakan rumus seperti dibawah ini.→ FL = μo . iP . iQ2 . π . a . → 1,2 x 10-5 N/m = 4π . 10-7 Wb/ . 6 A . iQ2 . π . 1 m . → 1,2 x 10-5 N/m = 12 x 10-7 Wb/A . iQ → iQ = 1,2 x 10-5 N/m12 x 10-7 Wb/A A = 10 iQ = 10 A dengan arah ke bawah karena gaya saling tolak-menolak. Soal ini jawabannya soal 12Contoh soal gaya Lorentz nomor 12Jika kawat PQ sejajar kawat RS, i1 = 6 A, a = 2 cm dan µ0 = 4π x 10-7 Wb/ menghasilkan gaya tolak sebesar 4,8 x 10-5 N/m, kuat arus i2 dan arahnya adalah …A. 8 A dari S ke RB. 8 A dari R ke SC. 6 A dari S ke RD. 6 A dari R ke SE. 2 A dari R ke SPembahasan / penyelesaian soalPembahasan soal gaya Lorentz nomor 12Soal ini jawabannya B.