Soal dan pembahasan GAYA LORENTZ

Gaya lorentz disebut juga gaya magnetik
1. Soal Gaya lorentz pada kawat lurus.

Sebuah kawat lurus panjang 20 cm dialiri arus sebesar 4A berarah ke atas. Berada pada medan magnet 10 T yang berarah masuk bidang kertas. Besar dan arah gaya lorentz pada kawat tersebut adalah....

A. 4N masuk
B. 8N ke kiri
C. 5N ke kanan
D. 6 N ke atas
E. 2N ke kiri
Jawab: B
Pembahasan dan penyelesaian :
F = B . I . L = 10 . 4. 0,2 = 8 N
Arah: ke kiri (kaidah tangan kanan)

2. Soal gaya lorentz pada kawat lurus sejajar.
Dua buah kawat lurus dialiri arus dengan arah seperti gambar! 

tentukan besar gaya lorentz per satuan panjang dan apa yang terjadi dengan kedua kawat
A. 2.10^-5 N/m tarik menarik

B. 10.10^-5 N/m tolak menolak

C. 12.10^-5 N/m  tarik menarik

D. 20.10^-5 N/m tolak menolak

E. 24.10^-5 N/m tarik menarik

jawab: C
pembahasan dan penyelesaian:

- rumus gaya lorentz 

 F        µo . I1 . I2
___  =  _____________
 L           2πa

F        4π.10-7.4.3
___  =  _________________
 L         2π.2.10-2

F/L =  12.10-5 N/m

- arah: kedua kawat tarik menarik / saling mendekat karena arus searah

3. Soal gaya lorentz pada kawat lurus sejajar.

Dua buah kawat lurus dialiri arus dengan arah seperti gambar! 

jika kedua kawat terpisah sejauh 2 cm. tentukan besar gaya lorentz per satuan panjang dan apa yang terjadi dengan kedua kawat

A. 8.10^-5 N/m tarik menarik

B. 10.10^-5 N/m tolak menolak

C. 12.10^-5 N/m  tarik menarik

D. 8.10^-5 N/m tolak menolak

E. 4.10^-5 N/m tarik menarik

jawab: D
pembahasan dan penyelesaian:

- rumus gaya lorentz 

 F        µo . I1 . I2
___  =  _____________
 L           2πa

F        4π.10-7.2. 4
___  =  _________________
 L         2π.2.10-2

F/L =  8.10-5 N/m

- arah: kedua kawat tarik menarik / saling mendekat karena arus searah

4. soal gaya lorentz pada muatan negatif

sebuah elektron ( q = 1,6 .10^-19 C ) bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 . 10⁸  m/s mamasuki medan magnet homogen sebesar 20 Tesla secara tegak lurus seperti gambar. maka besar gaya lorentz dan lintasan elektron adalah...

A. 7 . 10^-10 N searah jarum jam

B. 2 . 10^-10 N searah jarum jam

C. 3,2 . 10^-10 N searah jarum jam

D. 17,2 . 10^-10 N searah jarum jam

E. 7,2 . 10^-10 N searah jarum jam

jawab: E

pembahasan:

- rumus gaya loentz

F = B . q . v

F = 20 . 1,6 .10^-19 2 . 10⁸

F = 7,2 . 10^-10 N

- arah: sesuai kaidah tangan kanan maka gaya lorentz berarah ke bawah sehingga elektron akan bergerak dengan lintasan serah jarum jam.

5. soal gaya lorentz pada muatan positif

sebuah elektron ( q = 1,6 .10¹⁹ C ) bergerak ke kanan dengan kecepatan 2 . 10⁸  m/s mamasuki medan magnet homogen sebesar 20 Tesla secara tegak lurus seperti gambar. maka besar gaya lorentz dan lintasan elektron adalah...

A. 7 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

B. 2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

C. 3,2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

D. 17,2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

E. 7,2 . 10^-10 N berlawanan arah jarum jam

jawab: E

pembahasan:

- rumus gaya loentz

F = B . q . v

F = 20 . 1,6 .10^-19 2 . 10⁸

F = 7,2 . 10^-10 N

- arah: sesuai kaidah tangan kanan maka gaya lorentz berarah ke atas sehingga elektron akan bergerak dengan lintasan berlawanan arah jarum jam.

Berikut link soal dan pembahasan medan magnet induksi baca selengkapnya:

- part #1: medan magnet induksi pada kawat

- part #2: gaya lorentz

- part #3: 25 soal medan magnet induksi 

terimakasih semoga bermanfaat. saran, kritik dan petanyaan di kolom comment atau facebook fisika fsm blog