My Inspiration: gaya magnet

gaya magnet

Senin, 27 Juli 2015 06.22 Diposting oleh Unknown

Disusun oleh: Fatmawai (1303017)

Mahasiswa Magister Pendidikan Fisika Universitas Pendidikan Indonesia

FI603 Kelas A 10 Maret 2014

F = qv x B

(v is with Respect to What?)

A. Intisari jurnal

Pada jurnal ini, dipaparkan mengenai penyampaian materi tentang gaya magnet. Menariknya dalam jurnal ini dibahas bagaimana menyampaikan pemahaman tentang pengaruh v (kecepatan). Kita mengenal bahwa F = qv x B dimana medan magnet, perpindahan muatan dan arah vektornya dapat ditunjukkan menggunakan kaidah tangan kanan (right hand rule). Dalam jurnal ini, dengan menggunakan Gedanken exsperiment (percobaan pikiran) akan menunjukkan bahwa sebenarnya gaya magnet dan kecepatan adalah relatif.

Pada umumnya konsep ini disampaikan dengan pemahaman bahwa muatan positif (+) bergerak dalam medan magnet dan menyimpang arah gayanya yang ditunjukkan thumb dan fingers menunjukkan arah kecepatan muatan sedangkan palm menunjukkan medan magnet.

Muatan positif berpindah mengenai magnet yang diam. Dari gambar dapat dilihat bahwa muatan positif (+) dapat menyimpang, dengan right hand rule arahnya menuju ke ‘kertas’ atau menjauhi pengamat. Kadang kita kurang berhati-hati bahwa arahnya menuju medan magnet, pengamat atau yang lainnya. Saat partikel bergerak berarti kecepatannya tidak mungkin 0 (v≠0), namun sebelumnya jarang didiskusikan tentang kecepatan beracuan terhadap apa. Dengan Gedanken exsperiment akan memecahkan pertanyaan tersebut dengan two cases.

Kasus 1: Muatan dan magnet berpindah bersama-sama dengan kecepatan tetap.

Muatan positif dan magnet yang diam terhadap pengamat. Karena kecepatannya 0, maka medan magnetnya F = qv x B adalah 0 juga dan muatan tetap diam dalam frame ini.

Muatan positif dan magnet yang diamati dari frame yang bergerak ke kanan dengan kecepatan v konstan. Dalam frame ini, proton dan magnet bergerak ke kiri. Pemahaman sebelum kita mengangap bahwa gerak frame adalah v dan dan faktanya bahwa itu adalah gaya magnet. Sedangkan v ditunjukkan oleh gerak muatan kekiri. Apakah kecepatan relatif ini bergerak ke pengamat, magnet atau ke yang lain?

Kasus 2: Muatan memiliki kecepatan berbeda dengan magnet sehingga bergerak.

Muatan positif yang memiliki kecepatan v berpindah ke kanan mengenai magnet yang diam. Dengan mengacu pada right hand rule maka gaya F = qv x B dan arahnya ke dalam “kertas”.

Muatan positif yang awalnya diam dan magnet bergerak ke kiri dengan kecepatan v. Jika kecepatan 0 (v=0) maka gaya magnet juga akan 0 (F=0). Dapat dijelaskan bahwa letak muatan positif pada medan magnet berubah. Melalui Faraday’s Law bahwa medan magnet diinduksi dengan dorongan proton ke dalam “kertas”.

Meninjau kembali kasus 1:

Ø Sebelumnya menyatakan bahwa proton diam sehingga tidak ada gaya pada muatan positif.

Ø Kita tahu bahwa medan listrik mendorong muatan positif ke dalam “kertas”. Proton tidak memiliki percepatan karena kecepatannya konstan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa medan magnet mendorong muatan positif menuju pengamat dengan besar yang sama dengan gaya listrik. Dapat disimpulkan kecepatan v dalam F = qv x B bahwa pada muatan positif kecepatan tidak relatif dalam magnet (pada kasus ini 0) tetapi relatif pada pengamat. Satu fakta yang harus didefinisikan pada semua variabel v, E, B dan dengan demikian gaya total pada kasus ini adalah 0.

Kita sering menggunakan contoh dari sebuah muatan yang berpindah dalam medan magnet, magnet biasanya diam terhadap pengamat ketika muatan berpindah. Kita beranggapan bahwa muatan yang berpindah ke magnet adalah gaya. Sementara yang terlihat bahwa, kecepatan tidak berpindah relatif pada magnet. Dari kecepatan relatif tersebut disimpulkan bahwa F = qv x B.

B. Spesifikasi makalah F = qv x B, v is with Respect to What? Majalah THE PHYSICS TEACHER edisi: Vol.51 terbit Maret 2013 hal 169-170 yang dapat diperoleh di Perpustakaan Pusat Unpar ('PDII'), di Gedung 9 lantai 3 di kampus Universitas Katolik Parahyangan (UNPAR) Jln Ciumbuleuit 94, Bandung.

C. Pertanyaan & dugaan jawaban Pada percobaan ini kaidah tangan kanan hanya terfokus pada muatan positif, bagaimana dengan muatan negatif, apakah sama atau berbeda?

ü Berbeda, karena proton dan elektron selalu memiliki sifat yang berbeda. Jika pada proton gaya akan tegak lurus dengan medan magnet sedangkan pada elektron, gaya akan berlawanan dengan medan magnet.

D. Hasil refleksi Gedanken experiment berasal dari bahasa German yang berarti percobaan pikiran. Pengertian ini mengacu kepada percobaan–percobaan yang hanya dilakukan dengan mengimajinasikan percobaan tersebut tanpa melakukannya secara empiris, pendekatan imajinatif juga sah-sah saja untuk dilakukan. Dengan eksperiment ini dapat diketahui bahwa pada muatan positif kecepatan tidak relatif dalam magnet (pada kasus ini 0) tetapi relatif pada pengamat. Kaidah tangan kanan dapat untuk mengingat arah medan magnet (F=BIL) dan besar medan magnet (F=qvxB).

E. Batasan keberlakuan materi Jurnal ini membahas tentang kaidah tangan kanan untuk menentukan medan magnet, gaya magnet dan kecepatan hanya pada partikel bermuatan positif. Membuktikan kecepatan relatif muatan dengan menggunakan Gedanken exsperiment (percobaan pikiran).

F. Common Good Dengan mempelajari gaya lorentz ini, banyak sekali aplikasi dari materi ini dalam kehidupan sehari-hari. Diantaranya Galvanometer, Motor Listrik, Relai, Kereta Maglev, Video Recorder. Kami nantinya akan memanfaatkan alat sederhana dan beberapa peragaan dalam menjelaskan materi ini agar siswa atau mahasiswa lebih mudah paham dan terus tertanan dibenaknya.