BAHAN DISKUSI TIAP TOPIK & PERTEMUAN

01-1-MEDAN MAGNET MAGNET: Magnet selalu memiliki dua kutub (Utara dan Selatan): Bagaimana membuktikannya? Apa yang terjadi jika sebuah magnet dipotong-potong menjadi 2,4,8, dst? MEDAN MAGNET: Apa yang disebut medan magnet? Bagaimana menyelidiki keberadaannya? Bagaimana merepresentasikan medan magnet dengan garis-garis medan magnet?

01-2-MEDAN MAGNET MUATAN LISTRIK DALAM MEDAN MAGNET: Partikelbermuatanlistrik𝑞 yang beradadalammedan magnet 𝐵 mengalamigayamagnetik 𝐹 𝐵 =𝑞 𝑣 × 𝐵 , dengan 𝑣 menyatakankecepatanpartikel. Apakahsetiappartikelbermuatanlistrik yang beradadalammedan magnet selalumengalamigaya magnet? Jikatidak, apasyaratnya? Bergantungpadaapakaharahdanbesarnyagayamagnetiktersebut? Berikanbeberapacontohilustratif. ++ Jika 𝑣 dan 𝐵 dinyatakan (telahdiuraikan) dalamvektor-vektorsatuan 𝑥 , 𝑦, dan 𝑧 , bagaimanabentukumum 𝐹 𝐵 ? Partikel bermuatanlistrik𝑞 yang beradadalammedanlistrik 𝐸 mengalamigayalistrik 𝐹 𝐸 =𝑞 𝐸 Identifikasiperbedaangayamagnet dengangayalistriktersebut!

01-3- GERAK PARTIKEL BERMUATAN DALAM MEDAN MAGNET Jikasuatupartikelbermuatanlistrikdilepaskan (dengankecepatanawalnol) dalammedan magnet homogen, mungkinkahpartikeltersebutdipercepat? Jikasuatupartikelbermuatanlistrikmasukdalammedan magnet homogen 𝐵 0 dengankecepatanawal 𝑣 0 , dansatu-satunyagaya yang bekerjapadapartikeladalahgayaakibatinteraksinyadenganmedan magnet tersebut, jelaskanberbagaikemungkinangerakanpartikelberikutnya. Mungkinkah(dankapan) berupa (1) geraklurusberaturan?, (2) geraklurusdipercepat?, (3) gerakmelingkarberaturan, (4) gerakmelingkardipercepatdenganjari-jarikonstan? (5) gerakmelingkardenganjari-jari (a) membesar, (b) mengecil?; (6) berupaheliks (misalnyabergerakmelingkarpadabidang X-Y sambilbergerakpadasumbu Z denganlajukonstan)?

01-04-GERAKAN PARTIKEL DALAM MEDAN 𝐸 DAN 𝐵 Jika partikelbermuatanlistrikqberadadalampengaruhmedanlistrik 𝐸 dansekaligusmedan magnet 𝐵 , makapartikeltersebutmengalamigaya Lorentz: 𝐹 =𝑞 𝐸 +𝑞 𝑣 × 𝐵 Berdasarkanteoritersebut, jelaskanprinsipkerja: Pemilihkecepatan (Serway, 2010: 839) Spektrometermassa (Serway, 2010: 839) Siklotron (Serway, 2010: 840)

2-1 GAYA MAGNET PADA KAWAT BERARUS LISRIK Tunjukkanbahwajikakawatberaruslistrik𝐼ditempatkandalammedan magnet homogen 𝐵 0 , bagiankawat yang lurusakanmengalamigaya magnet 𝐹 𝐵 =𝐼 𝐿 × 𝐵 0 , dengan 𝐿 menyatakanvektor yang besarnyasamadenganpanjangbagiankawat yang lurus𝐿danarahnyamengikutiaraharuslistrik𝐼. Tunjukkanbahwaresultangaya magnet yang bekerjapada loop tertutupberaruslistrikI yang beradadalampengaruhmedan magnet homogen 𝐵 0 adalahnol, tetapitorka yang bekerjapadanyatidak nol.

2-2 TORKA PADA LOOP KAWAT BERARUS LISRIK Tunjukkan bahwajika loop tertutup yang luasnyaAdanberaruslistrikIberadadalampengaruhmedan magnet homogen 𝐵 0 akan mengalami torka 𝜏 =𝐼 𝐴 × 𝐵 0 , danrumusantersebutberlakuterhadapsebarangsumbuputar yang dipilih (tentusaja yang memungkinkan loop dapatberputar). Jelaskan pula: bagaimanamenentukanarahvektorluasan 𝐴 kapantorkamencapaimaksimum? Kapan minimum?

2-2 TORKA PADA LOOP KAWAT BERARUS LISRIK 2. Jikabesaran𝐼 𝐴 didefinisikansebagaimomendipol magnet ( 𝜇 ), maka 𝜏 = 𝜇 × 𝐵 0 . Apasatuanmomendipol magnet? Bagaimanacaramenentukanarahdanbesarmomendipol magnet? Berikancontoh (model) momendipol magnet! 3. Jawabsoal no 47 (Serway, 2010:856) 4. Jelaskanprinsipkerja motor listrik. Gunakankumparan yang terdiriatasN loop kawatmelingkardenganjari-jariRdandialiriaruslistriksearahIsebagaimodelnya. Berapabesarmomendipolmegnet yang diasosiasikandengankumparantersebut? Kemanaarahnya? Buatcontohnyatanya!

2-3 Energi potensial momen dipol-medan magnet Momen dipole magnet 𝜇 selaluberinteraksidenganmedan magnet 𝐵 . Energi potensial interaksi tersebut didefinisikan sebagai 𝑈=− 𝜇 ∙ 𝐵 Jelaskanpengaruharah 𝜇 dan 𝐵 terhadapbesarnyaenergipotensialtersebut. (a) Kapanbernilai minimum, berapabesarnya? (b) Kapanbernilai maximum, berapabesarnya? Berdasarkanjawabanpada no (1) tersebut, bagaimanakecenderunganarahgerakmomen dipole magnet? mengapa? Demikian?

2-4 EFEK HALL (Serway, 2010: 847-849) Jelaskan apa yang dimaksud dengan efek Hall. Jelaskan pengaruh jenis pembawa muatan terhadap arah polarisasi tegangan Hall. Kerjakan pertanyaan no 51 (Serway, 2010: 857)