Nana Biologi

Nama Guru Mapel : Septyana Fori

Pelajaran : IPA

Kelas : 9B

Jam : 08.30 - 09.30

10.40 - 11.40

MIGRASI HEWAN DAN GAYA LORENT

IPA KELAS 9, Kamis 13 Januari 2022

KD : Memahami konsep dasar Magnet dan elektromagnetik serta migrasi hewan dan gaya lorent

Tujuan : Siswa dapat memahami tentang gaya lorent dan migrasi hewan

Assalamuallaikum wr wb

Anak-anak ibu yang sholeh dan sholeha apa kabarnya......baik ya, sudah mengerjakan sholat dhuha dan murojoah pagi ini...... Alhamdullilah. Baiklah anak-anak pertemuan kali ini ibu akan menberikan materi tentang gaya lorent dan migrasi hewan, tetap semangat dan jaga kesehatan terima kasih.

HEWAN-HEWAN YANG BERMIGRASI

1. Ini dia penampakan burung pelikan putih yang cantik sedang melakukan migrasi. Mereka akan menempuh rute migrasi sepanjang Sungai Mississippi selama musim semi dan gugur.

2. Banteng liar ini akan bermigrasi melintasi Serengeti. Lebih dari 2 juta hewan akan bermigrasi dari Taman Nasional serengeti di Tanzania menuju daerah hijau di kawasan Konservasi Nasional Maasai ara di Kenya .

3. Zebra-zebra ini biasanya akan bermigrasi bersama hewan-hewan lainnya seperti banteng liar. Migrasi besar-besaran ini dapat terjadi di daerah Serengeti ataupun di Gurun Kalahari.

4. Hewan cantik ini biasanya bermigrasi dari bagian timur Amerika Utara menuju hutan vulkanik yang ada di meksiko selama musim dingin. Mereka akan bermigrasi dalam jumlah jutaan individu dan menempuh jarak sejauh 2.400 Km. Sedangkan kupu-kupu sejenis yang tinggal di sebelah barat Pegunang Rocky akan bermigrasi ke Pantai California.

5. Kalau yang ini adalah pari hidung sapi. Mereka berpindah ke utara Samudera Atlantik pada akhir musim semi dan bermigrasi ke selatan pada akhir musim gugur. Sedangkan pari-pari yang tinggal di Teluk Meksiko akan bermigrasi dari sebelah barat Florida ke Yucatan yang ada di Meksiko.

Gaya Lorentz

Kawat berarus dalam medan magnet akan mengalami Gaya Lorentz. Arus listrik sebanding dengan gaya yang ditimbulkan, demikian juga dengan perubahan medan magnet yang diberikan. Akibat dari arah arus (I) dan arah medan magnet (B) saling tegak lurus, secara matematis Gaya Lorentz dituliskan sebagai berikut :

Keterangan :

F = gaya lorentz (Newton)

B = medan magnet tetap (Tesla)

I = kuat arus listrik (Ampere)

L = panjang kawat berarus yang masuk medan magnet (meter)

Penentuan arah Gaya Lorentz, dapat dilakukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan. seperti gambar berikut :

Penerapan gaya lorentz contohnya motor listrik. Motor listrik digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Contoh motor listrik dalam kehidupan sehari-hari yaitu motor listrik pada kipas angin yang berfungsi menggerakkan baling-baling.

Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik adalah perubahan medan magnet yang dapat menghasilkan listrik. Menurut Faraday, arus listrik dapat dihasilkan dengan cara menggerakkan magnet batang keluar masuk kumparan, diterapkan pada generator, dinamo AC – DC dan Transformator.

Generator adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi gerak (kinetik) menjadi listrik. Energi gerak diperoleh dari energi angin, air, dan sebagainya. Generator ada 2 yaitu generator AC (Alternating Current) dan DC (Direct Current).

Generator AC atau alternator dapat menghasilkan arus listrik bolak balik dengan menggunakan cincin ganda, generator DC dapat menghasilkan arus listrik searah dengan menggunakan komutator (cincin belah). Berikut contohnya :

(a): generator AC, (b) : generator DC

Dinamo adalah generator yang relatif kecil seperti yang digunakan pada sepeda. Pada sepeda terdapat dinamo yang berfungsi mengubah gerak menjadi energi listrik untuk menyalakan lampu. Cara kerja dinamo dan generator hampir sama, perbedaannya dinamo memiliki dua komponen utama, yaitu rotor (bagian yang bergerak) dan stator (bagian yang diam).

Berikut contoh dinamo AC-DC :

Saat sepeda dikayuh dengan cepat, kumparan pada dinamo bergerak cepat sehingga gaya gerak listrik (GGL) induksi yang dihasilkan lebih kuat dan energi listrik lebih banyak. GGL induksi diperoleh dengan mempercepat putaran kumparan, penggunaan magnet yang kuat, memperbanyak jumlah lilitan, dan penggunaan inti besi lunak dalam dinamo.

Transformator adalah alat yang digunakan menurunkan atau menaikkan tegangan listrik, berdasarkan penggunaannya, ada 2 jenis yaitu transformator step-down untuk menurunkan tegangan listrik dan transformator step-up untuk menaikkan tegangan listrik. Berikut ilustrasinya :

(a): transformator step down, (b): transformator step up

Transformator terdiri atas lilitan primer dan sekunder yang dihubungkan menggunakan inti besi. Lilitan primer yang mendapat tegangan AC menginduksi inti besi hingga menjadi magnet. Perubahan arah arus AC membuat medan magnet yang terbentuk berubah-ubah, sehingga menghasilkan tegangan AC pada ujung-ujung kumparan sekunder.

Besar kecilnya tegangan yang dihasilkan transformator dipengaruhi oleh jumlah lilitan. Jika lilitan primernya lebih banyak daripada lilitan sekunder, tegangan kumparan sekunder juga lebih kecil daripada tegangan kumparan sekunder, transformatornya tersebut disebut transformator step down.

Jika jumlah lilitan primernya lebih sedikit daripada lilitan sekunder, maka tegangan kumparan sekunder lebih besar daripada tegangan kumparan primer, transformatornya disebut transformator step up.

Pada transformator ideal, energi listrik yang masuk ke kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke dalam kumparan sekunder, ini mengakibatkan besar efisiensi transformator menjadi 100% atau secara matematis dituliskan sebagai :

Maka:

Keterangan :

W_p = energi primer

W_s = energi sekunder

I_p = arus primer

I_s = arus sekunder

N_p = lilitan primer

N_s = lilitan sekunder

V_p = tegangan primer

V_s = tegangan sekunder

CONTOH SOAL

1. Seseorang ingin mengubah tegangan dari AC 220 volt menjadi 110 volt dengan sebuah transformator. Tegangan 220 volt tadi dikaitkan dengan kumparan primer yang mempunyai 1,000 lilitan. Kumparan sekundernya harus mempunyai jumlah lilitan ……

Jawab:

Diketahui:

Vp = 220 volt
Vs = 110 volt
Np = 1.000 lilitan

Ditanya Ns = …..?

Pembahasan:

Vp/Vs = Np/Ns
Ns = Vs/Vp x Np
Ns = 220/110 x 1.000 = 2.000 lilitan

2. Suatu trafo arus primer serta sekundernya masing – masing adalah 0,8 A dan 0,5 A. Jika jumlah lilitan primer serta sekunder masing – masing adalah 100 dan 800, maka berapakah efisiensi trafo?

Jawab:

Diketahui:

Ip = 0,8 A
Np = 1000
Is = o,5 A
Ns = 800

Ditanya: Berapakah efisiensi trafo (η) …..?

Pembahasan:

η = (I_s x N_s/ I_p x N_p) x 100%
η = (0,5 A x 800/ 0,8 A x 1000) x 100%
η = (400/ 800) x 100%η = 0,5 x 100%
η = 50%

Sehingga, efisiensi di dalam suatu trafo yaitu sebesar 50%.

3. Di dalam suatu transformator memiliki kumparan primer dengan 1200 lilitan serta kumparan sekunder dengan 1000 lilitan. Jika arus primer 4 A, maka berapa kuat arus sekunder tersebut?

Jawab:

Diketahui:

Np = 1200 lilitan
Ns = 1000 lilitan
Ip = 4 Ampere

Ditanya: Kuat arus sekunder (Is) …..?

Pembahasan:

Is/Ip = Np/Ns
Is/4 = 1200/1000
Is/4 = 1,2
Is = 1,2 (4)
Is = 4,8 Ampere

Sehingga, kuat arus sekunder yang dihasilkan sebesar 4,8 Ampere.

Kemagnetan dalam Produk Teknologi

Kemagnetan banyak dimanfaatkan dalam teknologi seperti Magnetic Resonance Imaging (MRI), Kereta Maglev dan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

MRI : adalah alat untuk mendeteksi penyakit, menggunakan prinsip kemagnetan untuk mencitrakan kondisi kesehatan tulang atau organ bagian dalam manusia tanpa melalui pembedahan. Orang yang akan dicek kesehatannya dimasukkan ke dalam medan magnet yang memiliki kekuatan 5000 kali lipat lebih kuat dari medan magnet bumi.

Medan magnet mengakibatkan nukleon tubuh berputar dan berbaris sejajar menjadi jarum kompas (gambar a). Kemudian nukleon tersebut ditembak dengan gelombang radio untuk menginduksi arahnya (gambar b).

Saat arahnya sejajar (gambar c), nukleon tersebut memancarkan gelombang radio yang akhirnya diterima komputer sebagai pencitraan kondisi organ dalam tubuh (gambar d). Gambar tersebut dapat menunjukkan adanya penyakit dalam tubuh manusia (gambar e). Teknik ini lebih aman dibandingkan Roentgen (sinar X). Berikut gambarnya :

Selain mendeteksi ada tidaknya penyakit seperti tumor, MRI dapat digunakan untuk merekam pikiran manusia. Misalnya untuk merekam bagian otak yang menanggapi rangsang panas atau dingin. Serta dapat digunakan untuk melakukan deteksi dini terhadap gejala epilepsi.

Kereta Maglev (magnetically levitated): atau kereta terbang adalah kereta yang diterbangkan ±10 mm di atas relnya. Meskipun rel dan kereta tidak menempel, kereta maglev yang super cepat mampu melaju hingga 650 km/jam, tidak akan terjatuh dan tergelincir. Ini disebabkan menerapkan prinsip gaya tolak menolak magnet dan didorong menggunakan motor induksi.

Kereta maglev menjadi alat transportasi masal di negara maju seperti Jepang, Amerika, China, Prancis, Jerman, dan Lodon. Di Jepang, kereta yang menggunakan prinsip ini, contohnya kereta Shinkansen yang menghubungkan kota Tokyo, Nagoya, dan Osaka. Berikut kereta Shinkasen :

PLTN : adalah pembangkit listrik yang menggunakan energi nuklir, cara kerjanya seperti pembangkit listrik konvensional, misalnya pembangkit listrik batubara, air dipanaskan menggunakan bahan bakar batubara hingga menguap. Uap yang dihasilkan digunakan menggerakkan turbin yang selanjutnya untuk menggerakkan generator.

Cara tersebut, dapat mengurangi jumlah sumber daya alam yang tak terbaharui dan dapat mencemari lingkungan akibat pembakaran yang menghasilkan asap karbon, sulfur, dan nitrogen. Pada PLTN, panas diperoleh dari reaksi pemecahan inti atom (fisi) dalam reaktor nuklir.

Panas yang dihasilkan mencapai 1,5 juta °C, hingga tidak ada satupun bahan di bumi yang mampu menahan panasnya. Agar panas tersebut tidak menyebar ke lingkungan, digunakan botol magnet dengan medan magnet yang sangat besar. Berikut gambar reaktor nuklir :

Setelah kalian membaca materi diatas, kerjakan soal dibawah ini:

Buatlah salah satu contoh soal tentang Gaya Lorent serta pembahasannya

Jawaban dikirim ke WA ibu

Terima kasih

Wassalamuallaikum wr wb