Perhatikan gambar berikut! Sebuah proton bergerak dengan kecepatan 1,2 km/detik memasuki medan magnet dengan arah tegak lurus terhadap medan magnet. Proton keluar medan magnet dengan arah tegak lurus terhadap arah datangnya. Proton bergerak sejauh 3,14 cm selama di medan magnet. Besar medan magnet tersebut adalah .... ( m p ​ = 1 , 6 × 1 0 − 27 kg , q p ​ = 1 , 6 × 1 0 − 19 C ) (SIMAK Ul 2011)

Pembahasan

Sebuah partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam daerah medan magnet homogen akan mendapatkan gaya. Gaya ini dinamakan gaya Lorentz. Gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Bila sebuah partikel bermuatan listrik bergerak tegak lurus dengan medan magnet homogen yang mempengaruhi selama geraknya, maka muatan akan bergerak dengan lintasan berupa lingkaran. Gaya Lorentz inilah yang mejadi gaya sentripetal, sehingga partikel bergerak melingkar. Diketahui: v = 1 , 2 km / s = 1 , 2 ⋅ 1 0 3 m / s s = 3 , 14 cm = 3 , 14 ⋅ 1 0 − 2 m m = 1 , 6 ⋅ 1 0 − 27 kg q = 1 , 6 ⋅ 1 0 − 19 C Ditanya: besar medan magnet ( B ) Jawaban: L in t a s an y an g d i l a l u i b er u p a 4 1 ​ k e l i l in g l in g ka r an s = 4 1 ​ ⋅ 2 π R R = π 2 s ​ R = 3 , 14 2 ⋅ 3 , 14 ⋅ 1 0 − 2 ​ R = 2 ⋅ 1 0 − 2 m G a y a l ore n t z s ama d e n g an g a y a se n t r i p e t a l F L ​ = F s ​ Bq v = R m v 2 ​ B = Rq m v ​ B = 2 ⋅ 1 0 − 2 ⋅ 1 , 6 ⋅ 1 0 − 19 1 , 6 ⋅ 1 0 − 27 ⋅ 1 , 2 ⋅ 1 0 3 ​ B = 6 ⋅ 10 − 4 T Dengan demikian, besar medan magnet adalah 6 ⋅ 10 − 4 T Jadi, jawaban yang tepat adalah A