Bahan Ajar IPA KLS IX SMTR II SMP N 3 Payakumbuh 1
MATERI 1 Kompetensi Dasar ( KD )
3.6 Menerapkan konsep medan magnet, induksi elektromagnetik dan pemanfaatan medan magnet dalam kehidupan sehari-hari termasuk pergerakan/navigasi hewan untuk mencari makanan dan migrasi.
Indikator Pencapaian kompetensi
3.6.1 Menjelaskan prinsip kemagnetan dalam tubuh hewan 3.6.2 Menjelaskan pengertian magnet
3.6.3 Membedakan feromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik
3.6.4 Menyebutkan contoh feromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik
3.6.5 Mengidentifikasi cara yang paling mudah untuk memisahkan serbuk besi dari pasir
3.6.6 Menjelaskan 3 cara membuat magnet
3.6.7 Menganalisis terbentuknya kutub magnet batang yang dipotong menjadi dua bagian
3.6.8 Menganalisa peristiwa yang akan terjadi pada paku yang dililit dengan kawat berarus listrik
3.6.9 Menjelaskan 3 cara menghilangkan sifat magnet
4.6 Membuat karya sederhana yang memanfaatkan prinsip elektromagnet dan /atau induksi elektromagnetik
Materi
KEMAGNETAN DAN PEMANFAATANNYA
A. PEMANFAATAN MEDAN MAGNET PADA MIGRASI HEWAN
Medan magnet bumi adalah daerah disekitar bumi yang masih dipengaruhi oleh gaya tarik bumi. Sebagian besar hewan memanfaatkan medan magnet bumi untuk
mempertahankan kelangsungan hidupnya.
Hewan mampu mendeteksi medan magnet bumi karena di dalam tubuh hewan terdapat magnet (biomagnetik). Medan magnet bumi dapat membantu hewan dalam menentukan arah migrasi, mempermudah upaya mencari mangsa, atau menghindari musuh.
1) Migrasi Burung
Burung (burung elang, burung layang-layang ) melakukan migrasi pada tiap musim tertentu. Burung menggunakan partikel magnetik yang ada pada tubuhnya untuk menciptakan “peta “ navigasi dengan memanfaatkan medan magnet bumi
2) Migrasi Ikan Salmon
Ikan salmon merupakan ikan yang hidup di samudra atlantik dan samudra pasifik. Ikan salmon melakukan migrasi untuk berkembangbiak, dan mampu kembali ke aliran sungai air tawar tempat awal mereka menetas dan tumbuh setelah berenang ribuan kilometer mengarungi lautan.
Berdasarkan hasil penelitian, diketahui bahwa ikan salmon yang melewati sungai Fraser di Kanada dapat kembali lagi ke sungai Fraser setelah migrasi 2 tahun bermigrasi mengarungi samudra Pasifik.
Hal ini karena sungai Fraser memiliki medan magnet tertentu yang dapat dideteksi oleh ikan salmon
3) Migrasi Penyu
Nama :
Kelas :
Kelompok :
Bahan Ajar IPA KLS IX SMTR II SMP N 3 Payakumbuh 2
Penyu memulai dan mengakhiri migrasi di Pantai Timur Florida Amerika Serikat.
Jalur migrasi sepanjang 12.900 km melewati Laut Sargasso, wilayah perairan Laut Atlantik Utara. Waktu yang dibutuhkan untuk sekali migrasi antara 5-10 tahun. Penyu bermigrasi sendiri tanpa mengikuti penyu lain.
Pergerakan penyu dalam mengikuti jalur medan magnet bertujuan untuk menjaga penyu agar tetap berada di lautan yang hangat dan wilayah yang kaya akan sumber makanan.
4) Migrasi Lobster Duri
Lobster duri merupakan jenis lobster air laut yang melakukan migrasi.
Hasil penelitian menunjukan bahwa lobster duri mampu merasakan medan magnet bumi untuk memandu migrasi yang dilakukan dari lepas pantai Florida menuju lautan lepas yang lebih hangat dan tenang di setiap akhir musim gugur . 5) Magnet Dalam Tubuh Bakteri
Magnetotactic bacteria merupakan kelompok bakteri yang mampu melakukan navigasi dan bermigrasi dengan memanfaatkan medan magnet. Beberapa jenis bakteri ini memiliki flagela yang berfungsi sebagai pendorong saat bergerak.
Dalam tubuh bakteri Magnetotactic terdapat organel khusus yang disebut magnetosome, tersusun atas senyawa magnetite (Fe3O4) atau greigite (Fe3S4) yang memiliki sifat kemagnetan jauh lebih kuat dibandingkan dengan magnet sintetik atau yang dibuat oleh manusia. Magnetosome dan senyawa yang terkandung di dalamnya masih terus diteliti dan diduga memiliki potensi yang besar untuk digunakan dalam bidang kesehatan.
B. TEORI DASAR KEMAGNETAN 1. Konsep Gaya Magnet
Pengertian magnet
Magnet adalah suatu benda yang dapat menarik benda-benda yang terbuat dari besi, baja, dan logam-logam tertentu. Magnet yang pertama kali ditemukan berupa batuan, di Magnesia, Yunani
Sifat kemagnetan
Magnet terbuat dari logam seperti besi dan baja.
Magnet memiliki berbagai bentuk dan dinamakan sesuai bentuknya.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu, kutub utara dan kutub selatan. Kutub- kutub yang senama bila didekatkan akan tolak-menolak, sedangkan kutub- kutub yang berbeda bila didekatkan akan tarik-menarik. Kutub-kutub ini selalu ada pada setiap magnet walaupun magnet tersebut dipotong menjadi potongan kecil.
Gaya tarik magnet terbesar terletak pada kedua kutubnya
Penentuan kutub magnet batang dapat dilakukan dengan percobaan sederhana : letakan magnet batang di atas gabus lalu apungkan dipermukaan air, maka ujung magnet yang menunjuk ke arah utara adalah kutub utara magnet, sedangkan ujung magnet yang menunjuk arah selatan adalah kutub selatan magnet.
Gaya magnet berasal dari adanya interaksi antara kutub-kutub magnet yang ditimbulkan oleh gerakan muatan listrik (elektron ) pada benda
Berdasarkan lamanya menjadi magnet, magnet dibedakan atas : a. Magnet tetap (magnet permanen ) contoh : yang terbuat dari baja b. Magnet sementara (magnet remanen ) contoh : besi
a). SIFAT MAGNET BAHAN
Pengelompokan magnet menurut asalnya Berdasarkan asalnya magnet dikelompokan atas :
a. Magnet alami b. Magnet buatan
Bahan Ajar IPA KLS IX SMTR II SMP N 3 Payakumbuh 3
Pengelompokan magnet menurut sifatnya
Berdasarkan sifatnya benda dikelompokan menjadi : a. Benda non magnetis
Yaitu benda-benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet Contoh : kayu, plastik, kertas
b. Benda magnetis
Yaitu benda-benda yang dapat ditarik oleh magnet Contoh : besi, baja, cobal
Berdasarkan kekuatan gaya magnet benda-benda disekitar kita dikelompokan menjaadi tiga golongan
Ferromagnetik
yaitu : benda-benda yang dapat ditarik dengan kuat oleh magnet misalnya : besi, baja, kobalt dan nikel
Paramagnetik
yaitu : benda-benda yang ditarik dengan lemah oleh magnet
misalnya : platina, magnesium, molibdenum, lithium dan aluminium
Diamagnetik
yaitu : benda-benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet misalnya :perak, emas, tembaga, kayu dan bismut Teori Kemagnetan
1. Apabila sebuah magnet jatuh dan pecah menjadi bagian-bagian kecil, maka masing-masing bagian memiliki kutub U dan kutub S
2. Bagaian terkecil dari magnet yang masih memiliki sifat kemagnetan disebut magnet elementer atau domain
3. Pada besi atau baja bukan magnet, posisi magnet elementernya sembarang ( tidak teratur )
4. Pada benda bersifat magnet, posisi kutub magnet elementernya menghadap ke satu arah
5. Pada baja magnet elementernya sukar berputar sehingga baja sukar dijadikan magnet . Tetapi sekali menjadi magnet akan menjadi magnet permanen
6. Pada besi, magnet elementernya mudah berputar, sehingga besi mudah dijadikan magnet, tetapi mudah pula kehilangan sifat kemagnetannya (magnet sementara )
b. CARA MEMBUAT MAGNET 1). Cara induksi
Bahan Ajar IPA KLS IX SMTR II SMP N 3 Payakumbuh 4
Magnet tidak hanya ditemukan di alam sebagai magnet alami, tetapi ada juga benda yang dapat dibuat menjadi bersifat magnet.
Judul : cara membuat magnet
Tujuan : Mengetahui cara membuat magnet Alat dan Bahan :
1). 2 paku besar masing-masing panjangnya ± 10 cm 2). 1 magnet batang
3). 1 baterai besar dengan tegangan 1,5 volt 4). 1 kawat tembaga dengan panjang ± 25 cm 5). 1 paku kecil
6). 1 kompas Cara Kerja :
Langkah Kerja 1
1. Dekatkan paku pertama dengan magnet seperti pada gambar 6.10a
2.Setelah paku pertama terinduksi menjadi magnet, dekatkan paku pertama pada paku kedua
3.Gunakan kompas untuk mengetahui kutub magnet pada paku 1
2). Menggunakan arus listrik (induksi elektromagnetik ) Langkah Kerja 2
1. Lilitkan kawat tembaga pada paku dengan arah lilitan dari bawah ke atas.
Sisakan kedua ujung kawat agar cukup panjang untuk disambungkan ke kutub-kutub baterai
2. Hubungkan ujung-ujung kawat tembaga pada kutub-kutub baterai
3. Dekatkan ujung paku pada kutub utara magnet. Amati apa yang terjadi.
Gunakan kompas untuk mengetahui kutub magnet
4. Coba ubah arah lilitan kawat pada paku, amati apakah terjadi perubahan kutub magnet?
Elektromagnetik mempunyai banyak kelebihan sebagai berikut :
1. Sifat kemagnetan elektromagnet mudah dihilangkan dengan cara memutus arysnya, dan mudah ditimbulkan kembali dengan cara mengalirkan arus.
2. Kemagnetan elektromagnet dapat diperkuat dengan memperbanya lilitan solenoidea
3. Kekuatan magnet elektromagnet dapat diubah-ubah dengan mengubah kuat arusnya
4. Cara penyimpanan elektromagnet mudah tidak seperti magnet tetap 5. Kedua kutub elektromagnet dapat ditukar dengan cara mengubah arah
arus
6. Elektromagnet dapat dibuat dalam berbagai bentuk sesuai dengan kegunaanya.
3). Menggosok Langkah Kerja 3
Bahan Ajar IPA KLS IX SMTR II SMP N 3 Payakumbuh 5
1.Gosokkan magnet pada paku dengan arah gosokan searah
2.Dekatkan paku yang telah digosok dengan paku lainnya. Amati apa yang terjadi!
3.Gunakan kompas untuk mengetahui kutub magnet
Besi dan baja dapat dijadikan magnet jika magnet elementernya tersusun rapi dan kutub-kutub yang senama menghadap ke arah yang sama
Susunan Magnet Elementer besi / baja Susunan Magnet Elementer Besi/Baja yang sebelum menjadi magnet Telah Menjadi Magnet
Besi dapat dijadikan magnet dengan cara menggosok. Besi digosok dengan arah yang tetap, agar magnet elementer dapat diatur untuk menuju ke satu arah saja.(Gambar 6.13), ujung kutub utara magnet yang digosokkan dari ujung besi B ke A akan mengubah besi menjadi magnet dengan kutub utara pada ujung B dan kutub selatan pada ujung A. Jadi, ujung batang besi yang pertama kali digosok akan memiliki kutub yang sama dengan kutub magnet yang menggosoknya.
Sekarang coba pikirkan,
bagaimanakah kutub magnet besi jika kutub selatan magnet digosokkan pada besi dengan arah B ke A? Atau jika magnet digosokkan pada besi dengan arah B ke A?
Baja dan besi dapat dijadikan magnet dengan cara menginduksi atau
mendekatkannya dengan magnet selama beberapa waktu.(Gambar 6.14), sifat magnet menunjukkan bahwa magnet akan saling tarik menarik jika kutub yang berbeda didekatkan, dan tolak-menolak jika kutub yang sama, sehingga ujung B akan menjadi kutub utara dan ujung A akan menjadi kutub selatan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa ujung besi atau baja yang berdekatan dengan kutub magnet batang akan memiliki kutub yang berlawanan dengan kutub magnet penginduksinya.
Magnet juga dapat dibuat dengan cara meliliti besi atau baja dengan kawat penghantar yang dialiri arus DC. Magnet yang dibuat dengan cara demikian disebut elektromagnet. Mengapa arus DC? Karena arus DC dapat menyamakan arah magnet elementer pada besi atau baja.
Kutub magnet besi atau baja yang terbentuk tergantung pada arah lilitan kawat penghantar. Jika arah arus berlawanan dengan arah jarum jam, maka ujung A besi atau baja tersebut akan menjadi kutub utara dan ujung B akan menjadi kutub selatan. Sebaliknya, jika arah arus searah dengan jarum jam, maka ujung A besi atau baja akan menjadi kutub selatan dan ujung B akan menjadi kutub utara.
Gambar 6.15, dengan pola lilitan tersebut (searah jarum jam), maka ujung A akan menjadi kutub selatan dan ujung B akan menjadi kutub utara.
c. Cara menghilangkan kemagnetan bahan
Bahan Ajar IPA KLS IX SMTR II SMP N 3 Payakumbuh 6
Sifat kemagnetan bahan dapat dihilangkan dengan cara memukul-mukul (Gambar19a), memanaskan (Gambar 19b), dan meliliti magnet dengan arus bolak balik atau AC (Gambar 19c). Pada prinsipnya, sifat kemagnetan dapat dihilangkan dengan cara mengacak arah magnet elementer.
