PPL 2 MODUL PJBL HAYATY RUHUI RAHAYU

MODUL

Penerapan Gaya Lorentz dalam Teknologi

Fisika SMA Kelas XII semester I

Hayaty Ruhui Rahayu, S.Pd

MATERI AJAR BERBASIS PROJECT BASED LEARNING
BIDANG STUDI FISIKA

Penerapan Gaya Lorentz dalam Teknologi

Oleh:

Nama Mahasiswa : HAYATY RUHUI RAHAYU

Nomor UKG : 201502753971

Bidang Studi/Rombel : Fisika / Kelompok A

PENDIDIKAN PROFESI GURU
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF DR HAMKA

2022

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena atas rahmat-
Nya, Materi Ajar Berbasis Project Based Learning Modul Penerapan Gaya Lorentz dalam
Teknologi ini dapat terselesaikan.

Materi Ajar Berbasis Project Based Learning Modul Penerapan Gaya Lorentz
dalam Teknologi ini penulis susun untuk memenuhi tugas dan tagihan mahasiswa PPG
Dalam Jabatan tahun 2022 Universitas Muhammadiyah PROF DR HAMKA pada tahap
Pengembangan Perangkat Pembelajaran untuk pembuatan rencana aksi Mahasiswa PPG.
Dalam materi ajar ini penyusun menyajikan beberapa referensi dan solusi untuk mengatasi
defisit kompetensi dan miskonsepsi dalam pembelajaran Modul Penerapan Gaya Lorentz
dalam Teknologi.

Saya mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu
saya dalam menyelesaikan bahan ajar ini. Terimakasih atas kerja keras dan masukan
berharganya dan semoga materi ajar ini bermanfaat, ucapanterimakasih penulis sampaikan
kepada:

1. Ibu Dr. Tri Isti Hartini, M.Pd selaku Dosen Pembimbing
2. Ibu Kika Heriati, M.Pd selaku guru pamong
3. Bapak Martin, M.Pd selaku Penanggungjawab Rombel dan Bapak Hendrik

Seputra, S.Pd Tim IT kelas Fisika 01 PPG Universitas Muhammadiyah Prof Dr
HAMKA
4. Ibu Ana Febriani, S.Pd selaku Ketua Kelas Fisika 01 Kelompok A PPG Dalam
Jabatan Tahun 2022
Akhir kata semoga materi ajar ini bermanfaat bagi Mahasiswa PPG.

Barito Timur , 10 Agustus 2022

Penulis

Pendahuluan

IDENTITAS MODUL

Nama Mata Pelajaran : Fisika
Kelas / Semester / Alokasi Waktu : XII /1 (Satu) / 2x Pertemuan
Materi Pokok : Medan Magnet
Judul Modul : Penerapan Gaya Lorentz dalam Teknologi

KOMPETENSI DASAR

3.3. Menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai
produk teknologi.

4.3. Melakukan percobaan tentang induksi magnetik dan gaya magnetik disekitar kawat
berarus listrik berikut presentasi hasilnya.

TUJUAN PEMBELAJARAN

Melalui kegiatan pembelajaran model Project Based Learning menggunakan pendekatan
STEAM dan saintifik, Peserta didik secara aktif dan kreatif mampu menganalisis medan
magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi dengan
penuh rasa ingin tahu, disiplin dan penuh rasa tanggung jawab.
DESKRIPSI

Hal-hal yang dipelajari dalam modul ini meliputi konsep Gaya Lorentz. Modul ini disusun
untuk membantu peserta didik mempelajari Penerapan Gaya Lorentz dalam Teknologi
khususnya tentang motor Listrik DC sederhana. Salah satu alat yang menerapkan prinsip
Gaya Lorenz adalah motor listrik. Motor listrik sering digunakan pada alat-alat sehari-
hari, seperti kipas angin, alat pemotong rumput, alat pompa air, mixer pada pengaduk
makanan, mesin cuci, dan lain-lain. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk mempelajari
sifat-sifatnya agar dapat lebih memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz ini dalam kehidupan.
Agar dapat memahami Penerapan Gaya Lorentz dalam Teknologi ini teman-teman perlu
melakukan beberapa kegiatan antaralain:
a) Membaca dan memahami materi yang diuraikan dalam modul ini.
b) Mengerjakan tugas secara mandiri.
c) Mengerjakan proyek motor listrik sederhana.

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
1. Pastikan bila Anda membuka modul ini, Anda siap mempelajarinya hingga tuntas.
2. Pahamilah tujuan pembelajaran yang ada pada setiap modul atau kegiatan belajar

dalam modul anda.
3. Bacalah materi pada modul dengan cermat dan berikan tanda pada setiap kata

kunci pada setiap konsep yang dijelaskan.
4. Perhatikan langkah – langkah dalam setiap contoh penyelesaian soal.
5. Kerjakanlah latihan soal yang ada, jika mengalami kesulitan bertanyalah kepada

teman atau guru anda.
6. Kerjakanlah soal–soal evaluasi.
7. Kerjakanlah proyek motor listrik sederhana bersama kelompok anda.

Kegiatan Pembelajaran
Penerapan Gaya Lorentz dalam Teknologi

1. Capaian Pembelajaran
a) Peserta didik dapat menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik
pada berbagai produk teknologi
b) Peserta didik dapat melakukan percobaan tentang induksi magnetik dan gaya magnetik
disekitar kawat berarus listrik berikut presentasi hasilnya.

2. Sub Capaian Pembelajaran
Setelah mempelajari modul ini diharapkan Peserta didik dapat dapat membuat project motor
listrik sederhana yang menerapkan prinsip kerja Gaya Lorentz

3. Uraian Materi
A. GAYA LORENTZ
Suatu penghantar arus listrik yang berada dalam medan magnet akan mengalami gaya
yang disebut gaya magnetik atau gaya Lorentz. Gaya Lorentz menunjukkan arah dan
besar gaya magnetik. Arah gaya Lorentz selalu tegak lurus dengan arah (I) dan arah
induksi magnet (B).

Gaya Lorentz pada kawat berarus listrik apabila kawat penghantar sepanjang (l) yang
dialiri arus listrik (I) ditempatkan pada daerah medan magnet (B), maka kawat tersebut
akan mengalami Gaya Lorentz.

B. PENERAPAN GAYA LORENTZ DALAM TEKNOLOGI
Gaya Lorentz adalah gaya yang terjadi pada sebuah arus penghantar listrik di dalam
medan magnet. Gaya Lorentz sendiri merupakan gabungan antara gaya elektrik dan
gaya magnetic pada suatu medan elektromagnetik. Gaya Lorentz ini ditimbulkan karena
adanya muatan listrik yang bergerak atau karena adanya arus listrik dalam suatu medan
magnet. Jadi, antara listrik dan magnet sangat erat kaitannya.
Dalam fisika gaya Lorentz sering dimanfaatkan dalam hal-hal yang berhubungan
dengan alat-alat listrik. Berikut adalah pengertian dan contoh penerapan gaya Lorentz
yang diperlu diketahui.

1) Motor listrik

Motor listrik merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Mesin ini tidak bising, bersih, dan memiliki efisiensi tinggi. Motor listrik bekerja
dengan prinsip bahwa arus yang mengalir melalui kumparan di dalam medan magnet

akan mengalami gaya yang digunakan untuk memutar kumparan. Induksi arus bolak-
balik diberikan pada kumparan tetap (stator) yang menimbulkan medan magnet
sekaligus menghasilkan arus di dalam kumparan berputar (rotor) yang mengelilinginya.
Keuntungan motor jenis ini adalah arus tidak harus diumpankan melalui komutator ke
bagian mesin yang bergerak. Pada motor serempak, arus bolak balik yang hanya
diumpankan pada stator, akan menghasilkan medan magnet yang berputar dan terkunci
dengan medan rotor. Dalam hal ini, magnet bebas sehingga menyebabkan rotor berputar
dengan kelajuan yang sama dengan putaran medan stator. Rotor dapat berupa magnet
permanen atau magnet listrik yang diumpani arus searah melalui cincin geser.
2) Galvanometer

Galvanometer berperan sebagai komponen dasar pada beberapa alat ukur, antara lain
amperemeter, voltmeter, serta ohmeter. Alat ini digunakan untuk mendeteksi dan
mengukur arus listrik lemah. Galvanometer berupa kumparan bergerak, terdiri atas
sebuah kumparan dari kawat tembaga dan dapat berputar pada sumbunya yang
mengelilingi sebuah inti besi lunak tetap yang berada di antara kutub-kutub suatu
magnet permanen. Interaksi antara medan magnet permanen dengan sisi-sisi kumparan
akan dihasilkan bila arus mengalir melaluinya, sehingga akan mengakibatkan torsi pada
kumparan. Kumparan bergerak memiliki tongkat penunjuk ketika bergerak; tingkat
pembelokan tersebut merupakan ukuran kekuatan arus.
3) Relay

Relay adalah alat untuk memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian. Hampir
sama seperti saklar, hanya saja relay bekerja otomatis dan dapat dipakai sebagai alat
kontrol jarak jauh. Relay yang paling sederhana yaitu relay elektromekanis yang
memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Relay terdiri atas coil
dan contact. Coil adalah kumparan yang mendapat arus listrik, sedangkan contact
adalah sejenis sakelar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di
coil. Jika kumparan yang berinti besi dialiri arus listrik, relay akan bekerja. Setelah
kumparan dialiri arus listrik, timbullah gaya magnet yang akan menggerakan sakelar.
Seandainya arus listrik yang mengaliri kumparan terlalu kecil atau bahkan tidak ada
sama sekali, maka relay akan memutuskan arus listrik.
4) Kereta Maglev

Kata Maglev berarti magnetic levitation. Maglev merupakan kereta api yang
menerapkan konsep magnet dan listrik untuk mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Kereta Maglev adalah alat transportasi yang berjalan melayang di lintasan
dengan menggunakan kekuatan elektromagnetik antara magnet superkonduktor yang
terdapat di kereta dan coil yang berada di lintasan. Berikut ini adalah penjelasan umum
dari prinsip levitasi magnetik, kumparan levitasi dipasang pada dinding samping
lintasan. Ketika magnet superkonduktor lewat dengan kecepatan tinggi sekitar beberapa
centimeter di bawah pusat kumparan, arus listrik diinduksi dalam kumparan yang
kemudian bertindak sebagai elektromagnet sementara. Akibatnya ada kekuatan yang
mendorong dan yang menarik secara bersamaan, sehingga kereta maglev melayang.

4. Contoh Soal

Sebuah kawat dengan panjang 4 m dialiri arus listrik sebesar 25 A. Kawat ini berada di
dalam medan magnet sebesar 0,06 T yang membentuk sudut 30º. Berapakah besar gaya
lorentz yang bekerja pada kawat tersebut?

Penyelesaian :
Diketahui:
l = 4m
I = 25 A
B = 0,06 T
= 30º
Ditanya:
F = ..?
Jawab:
F = B I L sin

= 0,06 . 25 . 4 sin 30º
= 0,06 . 25 . 4 . 0,5
=3N

Pertanyaan Mendasar
#01
Motor Listrik Sederhana

https://drive.google.com/file/d/1WWw7ENAzbRVjkDPfAnGRlbMhZzDWCqL7/view?
usp=sharing

Komponen-komponen Bagaimana prinsip
apa saja yang terdapat kerja motor listrik???
dalam motor listrik ???



Bagaimana cara
membuat motor listrik

sederhana

Mendesain Perencanaan Produk # 0 2

Kemukakan ide Proyek dan
gambarkan desain motor listrik

sederhana

Ide 1 : setiap kelompok
Ide 2: memilih ide
terbaik yang
akan
dilaksanakan
dalam
penyelesaian

tugas proyek

Ide 3: Menentukan alat,
bahan dan langkah

kerja

Menyusun Jadwal Pembuatan

#03

Merancang dan menentukan waktu
penyelesaian proyek

#04

Memonitor Keaktifan dan
Perkembangan Proyek

Lakukan kegiatan Laporkan secara
penyelesaian proyek berkala
secara berkelompok
perkembangan proyek
di rumah atau melalui lembar
tempat lainnya yang konsultasi

kalian tentukan. Jangan Lupa
Dokumentasikan
seluruh rangkaian
kegiatan proyek

Apabila ada hal yang tidak
dipahami atau kendala teknis
silakan berkonsultasi melalui WA

Guru mapel

Menguji Hasil # 0 5

Menguji kelayakan / keberfungsian
motor listrik sederhana yang
telah dibuat

Susunlah laporan hasil proyek
untuk dipresentasikan yang
memuat :

latar belakang
Tujuan
Alat dan Bahan
Langkah kerja
Analisis
Kesimpulan
daftar pustaka

Evaluasi Pengalaman Belajar# 0 6

Presentasi Saling memberikan
Produk hasil tanggapan / tanya

proyek jawab antar
kelompok

Refleksi terhadap Menyerahkan
aktivitas dan hasil laporan hasil
proyek yang sudah proyek dan produk
yang telah dibuat
dilaksanakan kepada guru

DESKRIPSI:

5. Rangkuman
Listrik dan magnet sangat erat berkaitan. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir
dari positif ke negatif. Begitu juga dengan magnet, arah medan magnetik dari bagian luar
magnet bergerak dari kutub utara ke kutub selatan. Gaya Lorentz adalah gaya yang timbul
akibat adanya arus listrik dalam suatu medan magnet. Arah dari Gaya Lorentz selalu tegak
lurus dengan arah arus listrik (I) dan arah medan magnet (B). Salah satu alat yang
menerapkan prinsip Gaya Lorentz adalah motor listrik. Motor listrik sering digunakan pada
alat-alat sehari-hari, seperti kipas angin, alat pemotong rumput, alat pompa air, mixer pada
pengaduk makanan, mesin cuci, dan lain-lain.
Rumus Gaya Lorentz
F = B I L sin

6. LKPD
https://anyflip.com/usuqj/ckqs/

7. Evaluasi
a. Pertemuan 1
https://forms.gle/8iGBijWJpNbDT4Ee9
b. Pertemuan 2
https://wordwall.net/play/35013/797/669

Daftar Pustaka

Aris Prasetyo, dkk. 2016. Buku siswa Fisika Peminatan Matematika dan ilmu-ilmu Alam untuk
SMA/MA XII kurikulum 2013 revisi. Surakarta : CV. Mediatama.

https://sg.docs.wps.com/l/sINXiq9GhAfuojJgG
https://jurnal.stain-madina.ac.id/index.php/jipedu/article/download/281/228/
https://www.ruangguru.com/blog/gaya-lorentz
https://nanopdf.com/download/gaya-lorentz_pdf