MAGNET

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Magnet adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Sebuah magnet akan menarik penjepit kertas, paku dan benda-benda yang terbuat dari besi. Jika magnet digantung dengan benang, ternyata satu kutub magnet akan menunjuk ke utara. Tidak diketahui dengan pasti kapan fakta ini ditemukan, tetapi diketahui bahwa orang-orang Cina menggunakannya sebagai alat bantu navigasi pada abad ke sebelas dan mungkin lebih awal lagi. Tentu saja, hal ini merupakan prinsip dari kompas. Jarum kompas merupakan magnet yang ditopang pada pusat gravitasinya sehingga dapat berotasi dengan bebas. Kutub suatu magnet yang tergantung bebas yang menunjuk ke utara disebut kutub utara magnet. Kutub lain yang menunjuk ke selatan disebut kutub selatan. Hal ini merupakan fakta yang telah lama dikenal bahwa jika dua magnet didekatkan, masing-masing akan memberikan gaya pada yang lainnya. Gaya tersebut bisa tarik-menarik atau tolak-menolak dan dapat dirasakan bahkan saat magnet-magnet tersebut tidak bersentuhan. Jika kutub utara suatu magnet didekatkan ke kutub utara magnet kedua, gaya akan tolak-menolak. Dengan cara yang sama, jika dua kutub selatan didekatkan, gaya bersifat tolak-menolak. Tetapi ketika kutub utara didekatkan dengan kutub selatan, gaya akan tarik-menarik (dalam Giancoli, 2001).

1.2  Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang di atas adapun rumusan masalah yang dapat kami ajukan:

1.      Apakah yang dimaksud dengan magnet?

2.      Bagaimana kutub-kutub magnet batang?

3.      Bagaimana pengaruh medan magnet terhadap magnet jarum?

1.3  Tujuan

Dari rumusan masalah di atas dapat kami ajukan tujuan sebagai berikut:

1.      Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan magnet.

2.      Untuk mengetahui kutub-kutub magnet batang.

3.      Untuk mengetahui pengaruh medan magnet terhadap magnet jarum.

1.4  Manfaat

Adapun manfaat yang diharapkan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1.      Bagi Penulis

            Pembuatan makalah ini telah memberikan berbagai pengalaman bagi penulis seperti pengalaman untuk mengumpulkan bahan. Disamping itu, penulis juga mendapat ilmu untuk memahami dan menganalisis materi yang ditulis dalam makalah ini. Penulis juga mendapatkan berbagai pengalaman mengenai teknik penulisan makalah, teknik pengutipan, dan teknik penggabungan materi dari berbagai sumber.

2.      Bagi Pembaca

            Sebagai pedoman bagi mahasiswa khususnya calon tenaga pendidikan untuk memahami tentang pengertian magnet. Sebagai masukan bagi tenaga pendidik mengenai pengertian magnet agar tidak terjadi kesalahan dalam pendidikan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Pengertian Magnet

Magnet adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.

2.1.1        Jenis-jenis magnet

Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan (dalam Kurniawati, 2012). Ada beberapa jenis magnet diantaranya yaitu:

1.      Magnet tetap

Magnet tetap (permanen) tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik). Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:

a.       Magnet neodymium

Magnet neodymium merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium  (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium.

Gambar 1. Magnet Neodymium.

b.      Magnet Samarium-Cobalt:

 Magnet Samarium-Cobalt adalah salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.

Gambar 2. Magnet Samarium-Cobalt.

c.       Ceramic Magnets 

Ceramic Magnets adalah magnet yang terdiri dari Strontium Carbonate dan Besi Oksida. Keunggulan dari jenis magnet ini adalah daya tahan kekuatan magnetnya yang lama dan tidak mudah berkarat.

Gambar 3. Ceramic Magnets.

d.      Plastic Magnets

Plastic Magnets adalah magnet yang terbuat dari polimer salah satu contohnya adalah PANiCNQ. Magnet ini memiliki kegunaan dalam perangkat medis seperti alat pacu jantung dan implant koklea di mana bahan organic lebih cendrung biokompatibel daripada rekan logam.

Gambar 4. Plastic Magnets.

e.       Alnico Magnets

Alnico magnet seperti yang dikenal terdiri dari paduan: Al (aluminium) Ni (nikel) Co (cobalt). Magnet Alnico digunakan untuk aplikasi yang melibatkan switching berkecepatan tinggi dan gerak, getaran, shock, dan tahan korosi.

Gambar 5. Alnico Magnets.

2.      Magnet tidak tetap

Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah magnet buatan dan elektromagnet.

2.1  Elektromagnet

Gambar 6. Elektromagnet.

2.2  Magnet buatan

Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

Bentuk magnet buatan antara lain:

a.       Magnet U

Kutub utara dan selatan magnet U menunjuk ke satu arah.

Gambar 7. Magnet U.

b.      Magnet ladam

Magnet ladam hampir sama dengan magnet U, yang membedakan hanyalah bentuk dari pada magnet ladam. Kutub utara dan selatan magnet ladam menunjuk ke satu arah.

Gambar 8. Magnet Ladam.

c.       Magnet Batang

Magnet batang memiliki dua kutub di ujung-ujungnya. Ketika digantung dengan seutas benang, magnet batang akan mengarah ke kutub utara dan ke kutub selatan magnet bumi.

Gambar 9. Magnet Batang.

d.      Magnet lingkaran  

Magnet lingkaran adalah sebuah magnet yang berbentuk lingkaran yang sifat kemagnetannya ditunjukkan pada setiap permukaannya secara menyeluruh. Jadi bagian Utara-Selatannya ada di seluruh permukaannya.

Gambar 10. Magnet Lingkaran.

e.       Magnet jarum (kompas)

Magnet jarum berbentuk seperti jarum jam, magnet ini biasanya digunakan untuk kompas.

Gambar 11. Magnet Jarum (Kompas).

2.1.2        Sifat-sifat magnet

Ketika materi ditempatkan dalam medan magnet, kekuatan magnetik dari bahan yang elektron tersebut akan terpengaruh. Efek ini dikenal sebagai Hukum Faraday Induksi Magnetik. Namun, bahan dapat bereaksi sangat berbeda dengan kehadiran medan magnet luar. Reaksi ini tergantung pada sejumlah faktor, seperti struktur atom dan molekul material, dan medan magnet bersih terkait dengan atom. Momen magnetik berhubungan dengan atom memiliki tiga asal-usul. Ini adalah gerakan orbital elektron, perubahan dalam gerak orbit yang disebabkan oleh medan magnet luar, dan spin dari elektron.

Pada sebagian besar atom, elektron terjadi pada pasangan. Spin elektron dalam pasangan di arah yang berlawanan. Jadi, ketika elektron dipasangkan bersama-sama, mereka berputar berlawanan menyebabkan medan magnet mereka untuk membatalkan satu sama lain. Oleh karena itu, tidak ada medan magnet bersih. Bergantian, bahan dengan beberapa elektron berpasangan akan memiliki medan magnet bersih dan akan bereaksi lebih untuk bidang eksternal. Kebanyakan bahan dapat diklasifikasikan sebagai diamagnetic, atau feromagnetik paramagnetik.

Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan dibagi menjadi tiga golongan, yaitu diamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetik.Berikut akan djelaskan tentang ketiga sifat dari kemagnetan.

1.        Diamagnetik.

Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekulnya nol, tetapi orbit dan spinnya tidak nol menurut Halliday & Resnick (dalam Wenny, 2011). Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalam atom akan berubah gerakannya sedemikian hingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan.

Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron sehingga semua bahan bersifat diamagnetik karena atomnya mempunyai elektron orbital. Bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya. Contoh bahan diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng.

Bahan diagmanetik memiliki negatif, kerentanan lemah untuk medan magnet. bahan Diamagnetic sedikit ditolak oleh medan magnet dan materi tidak mempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. Dalam bahan diamagnetic semua elektron dipasangkan sehingga tidak ada magnet permanen saat bersih per atom. sifat Diamagnetik timbul dari penataan kembali dari orbit elektron di bawah pengaruh medan magnet luar. Sebagian besar unsur dalam tabel periodik, termasuk tembaga, perak, dan emas, adalah diamagnetic.

Diamagnetisme adalah sifat suatu benda untuk menciptakan suatu medan magnet ketika dikenai medan magnet .Sifat ini menyebabkan efek tolak menolak. Diamagnetik adalah salah satu bentuk magnet yang cukup lemah, dengan pengecualian superkonduktor yang memiliki kekuatan magnet yang kuat.

Semua material menunjukkan peristiwa diamagnetik ketika berada dalam medan magnet. Oleh karena itu, diamagnetik adalah peristiwa yang umum terjadi karena pasangan elektron , termasuk elektron inti di atom, selalu menghasilkan peristiwa diamagnetik yang lemah. Namun demikian, kekuatan magnet material diamagnetik jauh lebih lemah dibandingkan kekuatan magnet material feromagnetik ataupun paramagnetik . Material yang disebut diamagnetik umumnya berupa benda yang disebut 'non-magnetik', termasuk di antaranya air, kayu , senyawa organik seperti minyak bumi dan beberapa jenis plastik , serta beberapa logam seperti tembaga, merkuri ,emas dan bismut .Superkonduktor adalah contoh diamagnetik sempurna.

Ciri-ciri dari bahan diamagnetic adalah:

•	Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah nol.
•	Jika solenoida dirnasukkan bahan ini, induksi magnetik yang timbul lebih kecil.
•	Contoh: Bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam dapur.

2.        Paramagnetik.

Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol menurut Halliday & Resnick (dalam Wenny, 2011). Hal ini disebabkan karena gerakan atom/molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Bahan ini jika diberi medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.

Contoh bahan paramagnetik: alumunium, magnesium, wolfram dan sebagainya. Bahan diamagnetik dan paramagnetik mempunyai sifat kemagnetan yang lemah. Perubahan medan magnet dengan adanya bahan tersebut tidaklah besar apabila digunakan sebagai pengisi kumparan toroida.

Bahan paramagnetik ada yang positif, kerentanan kecil untuk medan magnet.. Bahan-bahan ini sedikit tertarik oleh medan magnet dan materi yang tidak mempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. sifat paramagnetik adalah karena adanya beberapa elektron tidak berpasangan, dan dari penataan kembali elektron orbit disebabkan oleh medan magnet eksternal. bahan paramagnetik termasuk Magnesium, molybdenum, lithium, dan tantalum

Paramagnetisme adalah suatu bentuk magnetisme yang hanya terjadi karena adanya medan magnet eksternal. Material paramagnetik tertarik oleh medan magnet, dan karenanya memiliki permeabilitas magnetis relatif lebih besar dari satu (atau, dengan kata lain, suseptibilitas magnetik positif). Meskipun demikian, tidak seperti ferromagnet yang juga tertarik oleh medan magnet, paramagnet tidak mempertahankan magnetismenya sewaktu medan magnet eksternal tak lagi diterapkan.

Ciri-ciri dari bahan paramagnetic adalah:

•	Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah tidak nol.
•	Jika solenoida dimasuki bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik yang lebih besar.
•	Contoh: aluminium, magnesium, wolfram, platina, kayu

3.        Ferromagnetik.

Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar menurut Halliday & Resnick (dalam Wenny, 2011). Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar.

Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok.

Kelompok atom yang mensejajarkan dirinya dalam suatu daerah dinamakan domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain yang momen magnetiknya kuat, tetapi momen magnetik ini mempunyai arah yang berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain sehingga medan magnet yang dihasilkan tiap domain saling meniadakan.

Bahan ini jika diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini akan mensejajarkan diri searah dengan medan magnet dari luar. Semakin kuat medan magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Akibatnya medan magnet dalam bahan ferromagnetik akan semakin kuat. Setelah seluruh domain terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan jenuh atau keadaan saturasi.

Bahan ferromagnetik ada yang positif, kerentanan besar untuk medan magnet luar. Mereka menunjukkan daya tarik yang kuat untuk medan magnet dan mampu mempertahankan sifat magnetik mereka setelah bidang eksternal telah dihapus bahan. Ferromagnetik memiliki elektron tidak berpasangan sehingga atom mereka memiliki momen magnet bersih. Mereka mendapatkan magnet yang kuat sifat mereka karena keberadaan domain magnetik. Dalam domain ini, sejumlah besar di saat-saat atom ⁽10^{12 sampai} 10¹⁵⁾ adalah sejajar paralel sehingga gaya magnet dalam domain yang kuat. Ketika bahan feromagnetik dalam keadaan unmagnitized, wilayah hampir secara acak terorganisir dan medan magnet bersih untuk bagian yang secara keseluruhan adalah nol.. Ketika kekuatan magnetizing diberikan, domain menjadi selaras untuk menghasilkan medan magnet yang kuat dalam bagian.. Besi, nikel, dan kobalt adalah contoh bahan feromagnetik.. Komponen dengan materi-materi ini biasanya diperiksa dengan menggunakan metode partikel magnetik.

Ferromagnetisme adalah sebuah fenomena dimana sebuah material dapat mengalami magnetisasi secara spontan, dan merupakan satu dari bentuk kemagnetan yang paling kuat. Fenomena inilah yang dapat menjelaskan kelakuan magnet yang kita jumpai sehari-hari. Ferromagnetisme dan ferromagnetisme merupakan dasar untuk menjelaskan fenomena magnet permanen.

Ciri-ciri bahan ferromagnetic adalah:

•	Bahan yang mempunyai resultan medan magnetis atomis besar.
•	Tetap bersifat magnetik → sangat baik sebagai magnet permanen
•	Jika solenoida diisi bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik sangat besar (bisa ribuan kali). Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel, kobalt.

2.1.3        Cara membuat magnet

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet (dalam Kurniawati, 2012).  Benda  itu  ada  yang  mudah  dan  ada  yang  sulit  dijadikan magnet.  Baja  sulit  untuk  dibuat  magnet,  tetapi  setelah  menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena  itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet  sifat  kemagnetannya  mudah  hilang.  Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara.

Setiap benda magnetik pada dasarnya terdiri magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Prinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Ada tiga cara membuat magnet, yaitu menggosok, induksi, dan arus listrik:

1.        Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Besi  yang  semula  tidak  bersifat  magnet,  dapat  dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet elementer yang terdapat pada  besi  letaknya  menjadi   teratur  dan  mengarah  ke  satu  arah.

U

S

Gambar 12. Membuat magnet dengan cara menggosok.

2.        Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Besi  dan  baja  dapat  dijadikan  magnet  dengan  cara  induksi magnet.  Besi  dan  baja  diletakkan  di  dekat  magnet  tetap.  Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi  magnet  tetap  yang  menyebabkan  letaknya   teratur  dan mengarah ke satu arah. Besi atau  baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya.

Ujung  besi  yang  berdekatan  dengan  kutub  magnet  batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi  menjadi kutub utara atau sebaliknya.

A B

U U

S

Gambar 13. Membuat magnet dengan cara induksi.

3.        Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik

Selain  dengan  cara  induksi,  besi  dan  baja  dapat  dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihubungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan  terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan  menjadi  magnet  dan dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau electromagnet.

Besi yang berujung A dan B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika  arah  arus  berlawanan  jarum  jam  maka  ujung  besi  tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah arus searah putaran jarum jam  maka  ujung  besi  tersebut  terbentuk  kutub  selatan.  Dengan demikian, ujung A kutub utara dan B kutub selatan atau sebaliknya.

B

A

Gambar 14. Membuat magnet dengan cara arus listrik

2.1.4        Cara menyimpan magnet

Setelah  kita  dapat  membuat  magnet  tentu  saja  ingin  menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet. Pemasangan angker bertujuan untuk mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rantai tertutup. Untuk menyimpan dua buah magnet batang  diperlukan dua  angker yang dihubungkan dengan dua kutub magnet yang berlawanan.  Jika berupa magnet U untuk menyimpan diperlukan satu angker yang dihubungkan pada kedua kutubnya.

Gambar 15. Cara menyimpan magnet U

2.1.5        Cara menghilangkan sifat magnet

Sebuah  magnet  akan  hilang  sifat  kemagnetannya jika magnet dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak-balik.  Magnet  yang  mengalami  pemanasan  dan  pemukulan akan   menyebabkan   perubahan   susunan   magnet   elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus  listrik  yang  selalu  berubah-ubah.  Perubahan  arah  arus  listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang.

Gambar 16. Menghilangkan sifat magnet dengan cara: (a) dipukul, (b) dibakar, dan (c) diberikan arus AC.

2.1.6        Hubungan Magnet dan Gravitasi

Setiap butir materi dialam semesta memiliki gaya tarik terhadap materi lain. besarnya gaya tarik menarik antara dua materi bergantung pada massa materi dan jaraknya. ini berarti semakin besar massa materi semakin besar gaya gravitasinya dan semakin kecil jarak antara materi semakin besar pula gaya tarik menariknya. Untuk jarak orbit yang sama, gravitasi itu bergantung dari massa materi. Kemudian Newton mengemukakan Hukum Gravitasi Umum yang berbunyi “Setiap partikel di alam ini menarik setiap partikel lain dengan gaya yang sebanding dengan massa partikel dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara partikel tersebut”. Secara matematis Hukum Gravitasi Newton dinyatakan dengan persamaan:

…………………………………………………………………………(1)

Keterangan:    

m₁        = massa benda pertama (kg)

m₂        = massa benda kedua (kg)

r           =  jarak antara kedua benda (meter)

G         = Konstanta gravitasi Umum (G = 6,673 x 10^-11Nm²/kg²)

F          = gaya gravitasi antara kedua benda (N)

Gaya gravitasi yang bekerja antara antara dua buah benda merupakan gaya aksi-reaksi.

Gambar 17. Gaya gravitasi (gaya aksi-reaksi).

Benda A menarik benda B dan sebagai reaksinya benda B menarik benda A. Sesuai dengan hukum III Newton maka kedua gaya tarik ini sama besar tetapi berlawanan arah.

Konstanta gravitasi pertama kali diukur oleh Sir Henry Cavendish dengan menggunakan alat yang terdiri dari dua bola kecil yang bermassa m. Kedua bola tersebut dihubungkan oleh sebatang tongkat kecil mendatar. Tongkat digantung dengan seutas kawat logam kecil. Dua benda yang massanya lebih besar didekatkan pada kedua benda. Gaya tarik antara massa besar dan massa kecil akan memutar tongkat tersebut. Sudut simpangan tongkat diukur dengan mengukur besarnya sudut simpangan sinar yang dipantulan oleh cermin.

Dengan menentukan sudut simpangan maka Cavendish mampu menentukan nilai konstanta gravitasi yang besarnya 6,67259 x 10^-11 Nm²/kg²

Medan magnet bumi muncul karena adanya rotasi/spin bumi pada porosnya. rotasi ini mengakibatkan sebagian materi/partikel partikel penyusun bumi beresonansi mengikuti spin bumi, sehingga terjadi penyeragaman arah spin partikel partikel penyusun bumi. penyeragaman spin ini adalah pengutupan gaya dalam arah yang seragam, jadilah medan magnet.

…………………………………………………………………………..(2)

Persamaan (1) mirip dengan Hukum Coulomb pada persamaan (2). Perbedaannya adalah besaran yang menjadi ciri kedua gaya ini berbeda. Kedua persamaan tersebut sama-sama ditentukan oleh suatu konstanta dan kuadrat jarat antar kedua benda.

2.2  Kutub-kutub Magnet Batang

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara dan kutub selatan (dalam Giancoli, 2001). Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.

Sebuah magnet akan menarik penjepit kertas, paku dan benda-benda yang terbuat dari besi. Jika magnet digantung dengan benang, ternyata satu kutub magnet akan menunjuk ke utara. Tidak diketahui dengan pasti kapan fakta ini ditemukan, tetapi diketahui bahwa orang-orang Cina menggunakannya sebagai alat bantu navigasi pada abad ke sebelas dan mungkin lebih awal lagi. Tentu saja, hal ini merupakan prinsip dari kompas. Jarum kompas merupakan magnet yang ditopang pada pusat gravitasinya sehingga dapat berotasi dengan bebas. Kutub suatu magnet yang tergantung bebas yang menunjuk ke utara disebut kutub utara magnet. Kutub lain yang menunjuk ke selatan disebut kutub selatan.

Hal ini merupakan fakta yang telah lama dikenal bahwa jika dua magnet didekatkan, masing-masing akan memberikan gaya pada yang lainnya. Gaya tersebut bisa tarik-menarik atau tolak-menolak dan dapat dirasakan bahkan saat magnet-magnet tersebut tidak bersentuhan. Jika kutub utara suatu magnet didekatkan ke kutub utara magnet kedua, gaya akan tolak-menolak. Dengan cara yang sama, jika dua kutub selatan didekatkan, gaya bersifat tolak-menolak. Tetapi ketika kutub utara didekatkan dengan kutub selatan, gaya akan tarik-menarik (dalam Giancoli, 2001), hal ini sesuai seerti gambar di bawah ini:

Gambar 18. (a) Kutub-kutub magnet yang tidak sama akan saling tarik menarik dan (b) kutub-kutub magnet yang sama saling tolak-menolak.

Kutub magnet dan muatan-muatan listrik, keduanya bukan hal yang sama. Yang membedakan adalah muatan listrik positif dan negatif  dapat dipisah dengan mudah. Sedangkan jika satu batang magnet dipotong dua, maka salah satu potongan tersebut tidak akan menghasilkan satu kutub magnet melainkan menghasilkan dua magnet yang baru yang masing-masing magnet tersebut memiliki dua kutub magnet yaitu kutub utara dan kutub selatan. Sesuai dengan gambar di bawah ini:

Gambar 19. Satu batang magnet yang di potong menjadi beberapa bagian.

2.3  Pengaruh Medan Magnet terhadap Kutub Magnet Jarum

Medan magnet adalah daerah yang ada di sekitar magnet dimana objek-objek magnetik lain dapat terpengaruh oleh gaya magnetismenya. Benda magnetik selalu mencoba untuk mengarahkan diri selaras dengan pengaruh medan magnet disekitarnya. Makin kuat daya magnetisme yang dimiliki oleh suatu benda, maka makin luas pula cangkupan medan magnetnya.

Medan magnet, dalam ilmu Fisika, adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik, inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet "permanen"). Sebuah medan magnet adalah medan vektor: yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.

Bumi adalah sebuah magnet raksasa yang terkuat di bagian kutubnya. Medan magnet bumi yang paling besar terkumpul di kutub utara dan kutub selatan bumi. Medan magnet bumi menyimpang jauh di sisi ruang angkasa yang membelakangi matahari. Penyimpangan tersebut disebabkan oleh adanya angin surya.

Gambar 20. Magnet Bumi.

Seperti jarum bagian tengah benda ini diletakkan pada suatu penyangga agar dapat bergerak bebas. Jika tidak ada magnet lain di sekitarnya, ujung-ujung jarum kompas selalu menunjuk kearah utara dan selatan. Hal ini menunjukan bahwa di setiap tempat dipermukaan bumi terdapat gaya magnet yang bekerja pada kutub magnet jarum kompas. Adanya gaya ini berarti, bumi memiliki medan magnet. Medan magnet bumi ditimbulkan oleh sifat kemagnetan bumi.

Sifat inilah yamg membuat Gilbert (dalam Mikrajuddin, 2012) mengira ada magnet raksasa di dalam perut bumi. Namun, sekarang kita tahu bahwa di dalam perut bumi tidak ada magnet raksasa. Meski demikian, kita juga masih belum tahu secara pasti apa penyebab adanya medan magnet bumi.

Secara geografis, kutub utara dan kutub selatan bumi selalu tetap. Kutub-kutub bumi itu didefinisikan sebagai proses perputaran bumi. Sebaliknya, kutub utara dan kutub selatan megnet bumi selalu berubah-ubah. Saat ini kutub magnet yang dituju oleh kutub utara jarum jarum kompas terletak kaurang lebih 1600 km di sebelah selatan kutub utara bumi datau sekitar 15⁰ dari poros perputaran bumi. Dengan kata lain kutub magnet bumi tidak tepat berimpit dengan kutub geografis bumi.

Gambar 21. Jarum Kompas.

Karena arah jarum kompas selalu berimpit dengan arah garis gaya magnet bumi, arah yang dibentuk jarum kompas di berbagai tempat di permukaan bumi selalu berbeda. Perbedaan tersebut dapat terjadi pada arah horizontal maupun vertical. Oleh karena itu, kedua macam sudut yang dibentuk oleh jarum kompas harus diperhitungkan untuk menggambarkan arah suatu tempat. Para ahli menamakan kedua sudut itu sebagai sudut deklinasi dan sudut inklinasi.

Jarum Kompas selalu menunjukkan arah utara dan selatan karena pengaruh gaya tarik magnet bumi. Arah tersebut tidak tepat utara dan selatan tetapi sedikit menyimpang sehingga membentuk sudut.

Sudut deklinasi yaitu sudut yang dibentuk dari penyimpangan magnet terhadap arah utara dan selatan geografis.

Gambar 22. Sudut Deklinasi.

Sudut deklinasi ada dua yaitu:

a.       Sudut deklinasi positif: jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah timur geografis.

b.      Sudut deklinasi negatif: jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah barat geografis.

Sudut inklinasi yaitu sudut yang dibentuk dari penyimpangan magnet terhadap arah barat dan timur geografis.

Besarnya sudut inklinasi di setiap tempat tidak sama. Sudut inklinasi terbesar 90 derajat terletak di dua tempat yaitu belahan bumi utara dan belahan bumi selatan, sedangkan sudut inklinasi terkecil 0 derajat terletak di khatulistiwa yang disebut aklin.

Gambar 23. Sudut Inklinasi.

Sudut inklinasi ada dua yaitu:

a.       Sudut inklinasi positif: jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah utara geografis.

b.      Sudut inklinasi negatif: jika kutub utara jarum kompas menyimpang ke arah selatan geografis.

BAB III

PENUTUP

3.1  Simpulan

Dari uraian data di atas kami dapat simpulkan bahwasannya:

1.      Magnet adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian.

2.      Magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub utara suatu magnet didekatkan ke kutub utara magnet kedua, gaya akan tolak-menolak. Dengan cara yang sama, jika dua kutub selatan didekatkan, gaya bersifat tolak-menolak. Tetapi ketika kutub utara didekatkan dengan kutub selatan, gaya akan tarik-menarik.

3.      Jika tidak ada magnet lain di sekitar jarum kompas, ujung-ujung jarum kompas selalu menunjuk kearah utara dan selatan. Hal ini menunjukan bahwa di setiap tempat dipermukaan bumi terdapat gaya magnet yang bekerja pada kutub magnet jarum kompas. Adanya gaya ini berarti, bumi memiliki medan magnet. Medan magnet bumi ditimbulkan oleh sifat kemagnetan bumi.

3.2  Saran

            Melalui makalah ini, diharapkan para mahasiswa atau pembaca memahami dan mampu memahami materi tentang magnet dengan baik, cermat dan benar. Namun “Tak ada gading yang tak retak”, makalah kami masih jauh dari sempurna. Untuk itu, mohon kritik dan saran dari para pembaca untuk perbaikan makalah kami. Dan penulis menyarankan kepada pembaca agar lebih mendalami dan mempelajari terkait dengan materi magnet, karena dengan demikian sebagai calon guru nantinya akan mampu memenuhi kebutuhan peserta didik demi kemajuan dari peserta didik.

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Duglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.

Makrajuddin. 2012. “IPA Fisika Jilid 3”. Terdapat dalam http://books.google.co.id/books?id=rUq3yqCBTksC&sitesec=buy&hl=id&source=gbs_vpt_read. Diunduh pada tanggal 19 April 2014

Kurniawati, Desi. 2012. “Magnet”. Terdapat dalam http://perpustakaantamanilmu.blogspot.com/. Diunduh pada tanggal 18 April 2014.

Wenny. 2011. “Sifat Kemagnetan Bahan”. Terdapat dalam http://penjagahati-zone.blogspot.com/2011/01/diamagnetic-paramagnetik-dan.html. Diunduh pada tanggal 1 Mei 2014.


Untuk hasil yang lain bisa dicari di bawah ini:

IMPLIKASI TEKANAN MENTAL SISWA TERHADAP PROSES PEMBELAJARAN
KONSEP CINTA KASIH DAN TANGGUNG JAWAB
MANUSIA
MAGNET
TUHAN HAMPIR DITEMUKAN
TUHAN YANG MAHA ESA