Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas contoh soal lintasan partikel pada daerah medan magnet. Dalam contoh ini, dijelaskan gaya magnetik yang dialami oleh partikel bermuatan dan lintasan yang dihasilkan. Dengan menggunakan aturan-aturan kanan, gaya magnetik ini dapat ditentukan arahnya. Selain itu, perhitungan jari-jari lintasan partikel juga dibahas untuk mengetahui titik keluarnya dari daerah medan magnetik. Dengan memperhitungkan massa, kecepatan, dan gaya magnetik, dapat diperkirakan di mana partikel tersebut akan keluar dari daerah medan magnetik.

Baik, mari kita coba melihat satu contoh permasalahan terkait dengan gaya magnetik

dan lintasan dari partikel bermuatan yang ada dalam benar-benar magnetik dalam soal yang seperti ini.

Misalkan kita bisa lihat di sini saya gambarkan kerangka tiga dimensi ya,

dimana ini sumbu X, sumbu Y, sumbu Z saya ambil dia itu pakai tanda X,

artinya sumbunya itu keluar dari bidang, karena kalau kita lihat ya X cross Y adalah Z,

jadi Z itu yang positif arahnya keluar bidang.

Lalu di sini diketahui bahwa medan magnetik itu berarah ke dalam bidang titik ya,

jadi di sini ke dalam menembus bidang papan dengan besar 1,2 x 10-3 Tesla, saya pakai arahnya minus K.

Diketahui di sini ada muatan Q dengan besar muatan-muatan,

positif 1,6 x 10-19 kolom, berjalan masuk dengan kecepatan 2 x 10-7 meter per second,

di sini saya pakai J karena dia sedang berjalan arahnya ke atas.

Pertanyaannya sederhana saja, tentukan ekspresi gaya magnetik yang dialami oleh muatan ini,

dialami oleh medan partikel bermuatan ini.

Mungkin biar lebih menarik gitu ya, saya akan hapus medan magnetik di bagian kewadran bawah,

di Anda bisa lihat, dia membayangkan dia masuk ke sana pada X sama dengan 1 meter gitu kali ya,

mungkin kita coba X sama dengan 1 meter, kita misalkan saja kita juga tidak tahu akan bagaimana.

Yang ditanyakan bagaimana lintasannya, dan mungkin kita akan perbesar dengan di mana apakah Q akan keluar dari daerah medan magnetik.

Jadi medan magnetiknya hanya di kuadran atas saja ya, di Y sama dengan positif, di bawah tidak ada.

Lalu yang kedua, apakah dia keluar? Kalau keluar, dia keluar di mana?

Yang pertama, kita tinjau dulu gaya yang dialami oleh muatan.

Jadi ketika muatan masuk di sini, ya, muatan di sini masuk,

Kecepatan ke atas, B-nya ke dalam, ya, jadi dengan menggunakan aturan-aturan kanan,

kita akan lihat bahwa V-nya ke atas, B-nya ke dalam, jadi, apa namanya, oh iya, titik itu keluar ya,

maksudnya berarti ya, keluar ya, atau ke dalam saja lah, ya, kita ubah saja ke dalam,

Ya, V-nya ke atas, B-nya ke dalam, maka gaya yang dialami oleh partikel bermuatan ini arahnya ke kiri ya, positif soalnya.

Ya, ke kiri, lalu kemudian dia berputar ke sana hingga suatu ketika dia akan keluar di suatu titik.

Ya, kita tidak perlu, kalau mau meninjau ya, ketika sampai di atas, juga sama, V-nya ke kanan, B-nya ke dalam, maka F-nya ke bawah,

maka lintasannya pasti akan setengah lingkaran sebelum akhirnya dia keluar.

Tapi di sini mungkin saya gambarnya agak sedikit bagus ya, dan terseharusnya dia tidak sama dengan X, kita harus hitung juga jari-jari dari setengah lingkarannya.

Tapi yang jelas, gaya F kita bisa hitung.

Kolom, itu akan sama dengan Q, V, kolom B.

Ya, ini kalau kita masukkan, 1,6 x 10-19 kolom, di sini ada 2, x 10-7 meter per second, C.

Jadi, kolom B-nya di sini adalah 1,2 x 10-19.

Jadi, kalau kita masukkan di sini, ya, sebentar kita harus menghitung, tidak perlu takut di sini ya.

10 angkat, di sini minus 19, ditambah 7, berarti minus 12, dikurangi dengan 3, minus 15.

Jadi, saya pisahkan dulu besarnya, karena kita hanya punya arah dari J cross minus K.

Ya, kalau kita lihat, satuannya sudah, satuan X-C semua, jadi saya akan langsung tulis di sini Newton.

Ya, jadi kita lihat hasilnya, di sini 3,2 x 1,2.

3, kita punya, 4, 8, 3, 3,8, 4, jadi kita punya 3,8, 4, dikali dengan 10, 5, hasilnya adalah J cross K, J cross K, minus I, ya.

Ketika dia masuk, ya, ini gaya yang dialami ketika dia masuk.

Ketika dia ada di atas, ya, besarnya sama, tapi arahnya ke arah bawah, atau ke arah minus J, dan seterusnya.

Jadi, arahnya akan terus berubah sering dengan perubahannya, tapi yang jelas besarnya akan selalu sama seperti ini.

Nah, sekarang, ini yang kita perlukan, ya, besarnya.

Nah, sekarang kita bayangkan dia adalah geraknya satu setengah lingkaran dengan jari-jari R.

Nah, dimana kita tahu gaya akan menghasilkan masa dikalikan dengan kecepatan kuadrat per R.

Sepertinya kita harus cari tahu masanya di sini.

Jadi, seharusnya kita tulis sebagai masa Q saja, ya.

Jadi, artinya nanti jari-jarinya akan bergantung sama masa Q.

Atau, kalau kita mau hitung, kita harus tahu berapa, ya.

Karena nanti kita bandingkan dengan 1 meter.

Jadi, kita, untuk itu, kita harus mencari tahu masanya.

Masa 1 muatan Q di sini adalah 1,67 x 10-27 kg.

Kita bisa mendapatkan R dengan cara MQ V kuadrat dibagi dengan FB.

Jadi, nanti kita akan langsung bongkar saja.