Medan magnet, Lorentz, dan momen magnet

Yang akan kamu pelajari

• Medan magnet
• Gaya magnet
• Gaya Lorentz
• Momen magnet
• Fluks magnet

Pahami konsepnya

Gaya Lorentz F=q(E+v×B). Besar komponen magnet |q|vB sinθ; arahnya tegak lurus v dan B, dengan pembalikan untuk q negatif. Medan magnet saja tidak melakukan kerja pada muatan titik karena F_B·v=0, tetapi dapat mengubah arah momentum.

Fluks magnet Φ_B=∫B·dA menghitung komponen normal medan melalui permukaan. Loop arus mempunyai momen magnet μ=IA n̂ dan torsi τ=μ×B.

Analisis lanjut

Pada B seragam dan v tegak lurus B, r=mv/(|q|B), ω_c=|q|B/m dalam batas nonrelativistik. Komponen sejajar B tetap sehingga lintasan heliks. Energi dipol magnet U=−μ·B.

Medan tidak seragam memberi gaya pada dipol dan dapat mengubah energi translasi; pernyataan “magnet tidak melakukan kerja” untuk gaya qv×B tidak boleh diterapkan sembarangan pada semua sistem magnetik.

Contoh terurai

Partikel model m=1 kg, q=1 C, v=3 m/s tegak lurus B=2 T memiliki F=6 N, r=1,5 m dan periode π s. Fluks B=0,5 T melalui luas 0,02 m² dengan normal sejajar medan adalah 0,01 Wb; jika bidang diputar 90°, fluks menjadi nol.

Coba, amati, jelaskan

Di lab Lorentz, balik tanda muatan dan amati pembalikan kelengkungan. Tetapkan B=0 untuk melihat lintasan lurus. Skala partikel model tidak mewakili elektron nyata.

Buka percobaan terkait di laboratorium

Cek pemahaman

Gaya magnet pada muatan yang bergerak tepat sejajar B adalah?

• Nol
• Selalu ke arah B
• |q|vB

Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.