JARUM YANG BERGERAK MISTERIUS
A. Tujuan : Untuk membuktikan bahwa kemagnetan jarum masih ada meskipun terhalang dalam media air dan untuk menunjukan perputaran jarum akibat medan magnet.
B. Alat dan Bahan :
· Magnet batang kuat
· Jarum jahit berukuran sedang
· Nampan (baki) kaca atau plastik berukuran lebar (untuk wadah air)
· Gabus kecil atau sepotong kecil stiroform
· Air
· Penggaris
C. Cara Kerja :
a. Memagnetkan jarum dengan menggosokkan jarum dengan kutub utara magnet batang beberapa kali dengan arah dari ujung tajam jarum ke lubang jarum.
b. Isi baki dengan air (dengan kedalaman kira-kira 2 cm)dan letakan baki diatas magnet ( sangga sisi-sisi baki dengan benda lain agar baki tidak miring).
c. Tancapkan jarum kedalam gabus atau stiroform sampai setengah ketebalannya, sehingga arah ujung tajam jarum mengarah vertikal ke bawah.
d. Letakan jarum ini pada kutub utara magnet,dan amati yang terjadi!( pastikan ujung tajam jarum mengapung dengan jarak 2-3 mm di atas baki.kalau tidak tambahkan air).
D. Tinjauan Pustaka :
1) Pengertian magnet
Magnet atau magnit adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet berasal dari kata Yunani ’magnitis lithos’ yang berarti batu magnesian.
Magnet selalu memiliki 2 kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki 2 kutub.
2) Cara membuat magnet
Ada berbagai macam cara membuat magnet antara lain, menggosok dengan magnet permanen, dengan cara induksi, dan dengan mengaliri arus listrik(elektro magnet)
- Pembuatan magnet deengan cara menggosok
Gosokan magnet permanen pada permukaan bahan yang akan dibuat menjadi magnet secara berulang-ulng dalam arah yang sama. Ujung besi yang bersentuhan dengan magnet permanen akan memiliki kutub yang berlawanan dengan kutub pada ujung magnet permanen. Apabila kutub magnet permanen yang digosokan adalah kutub magnet utara maka ujung bahan menjadi kutub selatan dan sebaliknya. Setelah itu, dekatkan bahan tersebut pada paku-paku kecil. Apabila paku-paku kecil menempel maka bahan itu telah menjadi magnet.
- Pembuatan magnet dengan cara induksi
Siapkan sebuah magnet permanen, misalkan magnet permanen tersebut berbent7ukledem. Setelah itu, tempelkan masing-masing sebuah klipbesi pada kedua kutub magnet permanen tersebut dean dekatkan tumpukan klip besse pada kedua ujung klip bese tadi. Ternyata tumpukan klip besi menempel pada kedua ujung klkip besi. Hal ini membuktikan bahwa klip besi telah menjadi magnet karena reinduksi atau terimbas oleh magnet permanen.
- Pembuatan megnet dengan arus listrik
Lilitkan kawat konduktor pada sebatang besi.Hubungkan kepada kedua ujung kawat dengan sumber tegangan baterai dengan posisi sakelar dalam keadaaan terbuka. Dekatkan paku-paku kecil keujung besi. Maka paku-paku kecil tersebut ternyata tidak menempel pada besi tersebut. Selanjutnya, alirkan arus listrik melelui kawat yang dililitkian pada besi dengan cara menutup sakelar. Dekatkan paku-paku kecil keujung besi ternyata paku-paku kecil tersebut dapat menempel ke ujung besi.
3) Pengertian medan magnet
Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain.
Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah besar gaya pada suatu satuan kuat kutub di titik itu di dalam medan magnet m adalah kuat kutub yang menimbulkan medan magnet dalam Ampere-meter. R jarak dari kutub magnet sampai titik yang bersangkutan dalam meter.
Medan magnet termasuk besaran vektor, mempunyai nilai dan arah. Selain oleh magnet batang, magnet jarum dan magnet ladam dan sejenisnya, medan magnetpun dapat dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak atau arus listrik.
Disekitar magnet batang, arah garis-garis gaya medan magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Garis-garis gaya magnet yang ditimbulkan arus listrik merupakan lingkaran-lingkaran sepusat yang berpusat pada kawat.
Sumber medan magnetik yang paling awal dikenal adalah magnet permanen. Sebulan setelah Orsted mengimumkan penemuanya bahnwa jarum kompas disimpangkan oleh arus listrik Biot dan Savart mengumumken hasil-hasil pengukuran mereka tentang gaya dan medan magnetik didekat kawat panjang yang dialiri arus listrik.
Terdeapat berbagai macam bentuk kawat penghantar diantaranya, penghantar lurus, penghantar melengkung, dan penghantar solenoida.
- Medan magnetik disekitar penghantar lurus
Gejala adanya medan magnet disekitar arus listrik ditemukan pertama kali oleh Hans Christian Oersted, pada waktu itu ia sedang memberikan kuliah, ia tidak sengaja menarik kabel berarus listrik didekat kompas dan terjadi keanehan, yaitu arah jarum kompas menyimpang, selanjutnya ia mengadakan penelitian sebagai berikut.
Sebuah jarum kompas yang memiliki arah utara-selatan yang dapat berputar pada porosnya diletakan dibawah sebuah penghantar pada suatu rangkaian listrik yang terdiri dari sebuah sumbert tegangan dan sakelar. Ketika sakelar masih terbuka (arus listrik mebngalir) penghantar diletakan sejajar dengan arah jarum kompas. Ketika sakelar ditutup (arus listrik mengalir), ternyata juarum kompas menyimpang dari arah utara-selatan. Perbahan arah jarum kompas dari kedudukan semula disebabkan oleh gaya yang bekerja pada kutub-kutub magnet itu. Karenha magnet memiliki dua kutub maka dapat diperkirakan bahwa pada setiap kutub bekerja gaya yang arahnya berlawanan.
- Medan Magnet di Sekitar Penghantar Melengkung (lingkaran)
Garis – garis medan magnet di sekitar sebuah penghantar berbentuk lingkaran dapat diamati dengan membuat sebuah penghantar yang berbentuk lingkaran yang dilewatkan melalui sepotong karton. Di atas karton ditaburkan serbuk besi secukupnya. Kemudian arus listrik sebesar 10 A – 20A dialirkan pada penghantar. Selanjutkan, karton diketuk – ketuk secara perlahan – lahan sehingga serbuk besi dengan sendirinya akan membentuk pola medan magnetik di sekitar penghantar berbentuk lingkaran itu. Jika garis gaya magnetik digambar, maka bentuknya kira –kira melengkung kiri dan melenhkung kanan. Pada pusat lingkaran, garis gaya megnetik berbentuk lurus, namun pada tempar yang melengkung berbentuk gelung tertutup,terutama di dekat kawat penghantar. Arah masuknya garis – garis gaya magnetik dapat juga ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kanan, seperti untuk menentukan arah medan magnetik pada penghantar lurus.
- Medan Magnetik di Sekitar Solenoida
Solenoida adalah kawat penghantar dengan ukuran panjang jauh lebih besar daripada garis tengahnya. Solenoida dapat dipandang sebagai penghantar-penghantar yang berbentuk lingkaran yang disambung satu sama lain secara seri. Solenoida juga dapat dibentuk dari kawat yang digulung sehingga membentuk kumparan. Bila kumparan solenoida dialiri arus listrik, maka pada kumparan tersebut timbul banyak garis gaya magnetik. Didalam solenoida, garis-gaeis medan hampir sejajar dengan sumbunya dan yang berjarak rapat menandakan adanya medan magnetik yang kuat, begitu pula sebaliknya, yang jarang menandakan medan magnetiknya lemah. Sebuah kumparan yang dialiri arus lisrtrik dapat berubah menjadi medan magnet yang mempunyai medan magnetik, dan magnet yang terjadi disebut magnet kumparan.
E. Pertanyaan:
- Apa yang terjadi pada jarum?
- Apa yang akan terjadi jika jarum diletakan di dekat kutub selatan magnet?
- Akan terjadi perbedaankah pada jarum, jika kutub magnet yang digosokan ke jarum adalah kutub selatan?
- Perbedaan apakah yang akan terjadi jika jarum digosok-gosok dengan kutub utara magnet, tetapi dengan arah yang berlawanan( dari lubang jarum ke ujung tajam jarum )?
- Mengapa jarum tidak bergerak lurus ketika ia sedang bergerak ke kutub lain?
Jawaban:
- jarum mengalami induksi magnet akibat digosok-gosokan dengan kutub magnet sehingga ketika jarum itu ditancapkan pada stiroform yang terapung di atas air maka jarum akan bergerak ke salah satu kutub magnet.
- Jarum itu tidak bergerak dan tetap berada dikutub selatan.
- Akan terjadi, jika jarum digosok dengan kutub utara magnet maka jarum tersebut akan bergerak ke arah kutub selatan. Sedangkan, jika jarum tersebut digosok dengan kutub selatan magnet maka jarum tersebut akan bergerak ke kutub utara magnet.
- Jika jarum digosok dengan kutub utara magnet dari dari lubang jarum ke ujung tajam jarum, maka arah pergerakan jarum akan berlawanan dengan jarum yang digosok dari ujung tajam jarum ke ujung lubang jarum.
- Karena disekitar jarum masih dipengaruhi oleh medan magnet.
F. Kesimpulan
· Medan magnet tetap ada meskipun antara kedua magnet berada dalam medium yang berbeda.
· Garis-garis gaya magnet selalu menuju dari kutub utara ke kutub selatan.
· Arah pergerakan jarum tidak lurus disebabkan adanya medan magnet disekitar jarum.
