Gaya Lorentz: Muatan Bergerak dalam Medan Magnet

1 · Memprediksi

Sebuah partikel bermuatan bergerak melalui daerah medan magnet seragam. Apakah gaya magnetnya bergantung pada kecepatan partikel, atau hanya pada kuat medannya?

• Gayanya hanya bergantung pada kekuatan medan, bukan kecepatan.
• Gaya magnet tidak bergantung pada kuantitas mana pun secara sederhana.
• Gaya tersebut bergantung pada kekuatan medan dan kecepatan partikel — partikel yang lebih cepat merasakan gaya magnet yang lebih kuat.

2 · Pengaturan

1. Buka preset qv-cross-b dan tekan Reset. Wilayah lapangan mempunyai Bz = 0.12 T yang tetap; biaya tesnya adalah q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Aktifkan pembacaan besaran gaya pada muatan uji.
3. Tetapkan komponen kecepatan muatan uji untuk setiap percobaan dan catat besarnya gaya.

3 · Kumpulkan Data

Plot besar gaya F (sumbu y) terhadap kecepatan |v| = √(v_x² + v_y²) (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung |F| = |q|·|B|·|v| menggunakan q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Bandingkan dengan tabel.
2. Jelaskan mengapa besar gaya magnet bergantung pada kecepatan total partikel |v|, bukan pada arah kecepatannya — meskipun arah gaya bergantung pada arah pergerakannya.

5 · Perluas

1. Gaya magnet selalu tegak lurus terhadap kecepatan (F = qv×B), sehingga dapat mengubah arah partikel tetapi tidak pernah mengubah kecepatannya. Jelaskan mengapa medan magnet saja tidak dapat mempercepat atau memperlambat partikel bermuatan, hanya dapat mengarahkannya.
2. Sebuah partikel bermuatan yang bergerak tegak lurus terhadap medan magnet seragam bergerak melingkar, karena gaya magnet selalu mengarah ke pusat lingkaran. Jelaskan, dengan menggunakan F = qvB, mengapa partikel yang lebih cepat dalam medan yang sama menelusuri lingkaran yang lebih besar.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen