KELAS 10 PERUBAHAN LINGKUNGAN SMA KURIKULUM MERDEKA
Kelompok 4(medan magnet bumi)
1. i
MEDAN MAGNET BUMI
MakalahIniDibsusun dalam Rangka Memenuhi
Tugas Mata Kuliah Ilmu Kebumian
Program Studi Pendidikan IPA
Disusun Oleh :
1. Mila Melianasari (4001414003)
2. YanniFiqri N. (4001414023)
3. Khusnul Khotimah (4001414024)
4. Risyanti (4001414040)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
TAHUN 2014
2. i
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur, penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan dengan baik
makalah tentang MEDAN MAGNET BUMI.
Tak lupa kami mengucapkan terimakasih kepada dosen pengampu yang telah membantu
saya dalam mengerjakan makalah ini.
Sebagaimana hasil karya manusia yang tidak luput dari kekurangan dan kesempurnaan,
kami mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak. Harapan kami semoga makalah ini
dapat bermanfaat bagi kita semua.
Semarang, 15 Desember 2014
Penulis
3. ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR................................................................................. i
DAFTAR ISI .............................................................................................. ii
BAB I : PENDAHULUAN ...................................................................... 1
1.1. Latar Belakang..................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .............................................................. 1
1.3. Tujuan ................................................................................. 1
1.4. Manfaat ................................................................................ 2
1.5. Sistematika ........................................................................... 2
BAB II : PEMBAHASAN......................................................................... 3
2.1.Medan magnet bumi............................................................. 3
2.1.1. Bagian medan magnet bumi....................................... 4
2.1.2. Variasi medan magnet bumi....................................... 4
2.1.3. Teori medan magnet bumi.......................................... 5
2.2.Sejarah munculnya medan magnet....................................... 6
2.3.Perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi............................... 7
BAB III : PENUTUP.................................................................................. 9
1.1. Kesimpulan........................................................................... 9
1.2. Saran ................................................................................... 9
Daftar Pustaka ........................................................................................... 10
4. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Magnet adalah suatu benda atau bahan yang dapat menghasilkan atau menimbulkan
garis-garis gaya magnet, sehingga dapat menarik besi, baja, atau benda-benda lainnya. suatu
magnet merupakan suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa
dalam wujud magnet tetap atau wujud tidak tetap. Ditinjau dari proses pembuatan, maka
magnet dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet
alam terdapat di dalam tanah yang berupa bijih besi magnet dalam bentuk besi oksida.
Pertama kali ditemukan di Magnesia dan dipergunakan pertama kali oleh bangsa
China.Magnet buatan (artificial magnet) dapat dibuat dari bahan-bahan feromagnetik seperti
Kobalt, paduan baja dengan nikel, dll.Magnet yang ada sekarang ini hampir semuanya adalah
magnet buatan.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/
S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap
memiliki dua kutub.Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih
kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik
yang sama terhadap magnet. Besi danbaja 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.
1.2 Rumusan Makalah
2. Apakah yang dimaksud dengan medan magnet bumi?
3. Bagaimanakah sejarah munculnya medan magnet bumi?
4. Apakah perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi?
1.3 Tujuan
1. Untuk mengetahui pengertian medan magnet bumi
2. Untuk mengetahui sejarah munculnya medan magnet bumi
3. Untuk mengetahui perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi
5. 2
1.4 Manfaat
Makalah ini bermanfaat bagi penulis ataupun pembaca. Penulis ataupun pembaca dapat
menambah wawasan dan pengetahuan mengenai medan magnet bumi, sejarah munculnya
medan magnet bumi dan perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi.
1.5 Sistematika
Makalah ini mempunyai sistematika sebagai berikut:
HALAMAN JUDUL
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I : PENDAHULUAN
1.6. Latar Belakang
1.7. Rumusan Masalah
1.8. Tujuan
1.9. Manfaat
1.10. Sistematika
BAB II : PEMBAHASAN
2.4.Medan magnet bumi
2.4.1. Bagian medan magnet bumi
2.4.2. Variasi medan magnet bumi
2.4.3. Teori medan magnet bumi
2.5.Sejarah munculnya medan magnet bumi
2.6.Perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi
BAB III : PENUTUP
4.1. Kesimpulan
4.2. Saran
Daftar Pustaka
6. 3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1.Medan Magnet Bumi
Medan magnetik bumi, disebut juga medan geomagnetik, adalah medan magnetik yang
menjangkau dari bagian dalam bumi hingga ke batas di mana medan magnet bertemu angin
matahari. Besarnya medan magnet bumi bervarias antara 25 hingga 65 mikrotesla (0.25
hingga 0.65 gauss). Kutub-kutub medan magnetik bumi diperkirakan miring sepuluh derajat
terhadap aksis bumi, dan terus bergerak sepanjang waktu akibat pergerakan besi paduan cair
di dalam inti luar bumi. Kutub magnet bumi bergerak begitu lambat sehingga kompasmasih
dapat berfungsi dengan baik sejak digunakan pertama kali (abad ke 11 masehi).
Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan
magnet bumi yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter
fisis tersebut meliputi :
a. Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal yang
dihitung dari utara menuju timur.
b. Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang
dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.
c. Intensitas Horizontal (Bh), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang horizontal.
d. Medan magnetik total (B), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.
Komponen Medan Magnetik Bumi
Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan nilai-nilai
medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International Geomagnetiks
Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut
diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta km2 yang
dilakukan dalam waktu satu tahun.
7. 4
2.1.1. Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian :
1. Medan magnet utama (main field)
Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil
pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas
lebih dari 106 km2.
Orientasi Arah Medan Magnetik Bumi
2. Medan magnet luar (external field)
Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan
hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari.
Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam
lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih
cepat.
3. Medan magnet anomali
Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal field).
Medan magnet ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung mineral bermagnet
seperti magnetite, titanomagnetite dan lain-lain yang berada di kerak bumi.
2.1.2. Variasi Medan Magnetik Bumi
Intensitas medan magnetik yang terukur di atas permukaan bumi senantiasa
mengalami perubahan terhadap waktu. Perubahan medan magnetik ini dapat terjadi
dalam waktu yang relatif singkat ataupun lama. Berdasarkan faktor-faktor penyebabnya
perubahan medan magnetik bumi dapat terjadi antara lain:
1. Variasi sekuler
Variasi sekuler adalah variasi medan bumi yang berasal dari variasi medan
magnetik utama bumi, sebagai akibat dari perubahan posisi kutub magnetik bumi.
8. 5
Pengaruh variasi sekuler telah diantisipasi dengan cara memperbarui dan menetapkan
nilai intensitas medan magnetik utama bumi yang dikenal dengan IGRF setiap lima
tahun sekali.
2. Variasi harian
Variasi harian adalah variasi medan magnetik bumi yang sebagian besar
bersumber dari medan magnet luar. Medan magnet luar berasal dari perputaran arus
listrik di dalam lapisan ionosfer yang bersumber dari partikel-partikel terionisasi oleh
radiasi matahari sehingga menghasilkan fluktasi arus yang dapat menjadi sumber
medan magnet. Jangkauan variasi ini hingga mencapai 30 gamma dengan perioda 24
jam. Selain itu juga terdapat variasi yang amplitudonya berkisar 2 gamma dengan
perioda 25 jam. Variasi ini diasosiasikan dengan interaksi ionosfer bulan yang
dikenal dengan variasi harian bulan (Telford, 1976).
3. Badai Magnetik
Badai magnetik adalah gangguan yang bersifat sementara dalam medan magnetik
bumi dengan magnetik sekitar 1000 gamma. Faktor penyebabnya diasosiasikan
dengan aurora. Meskipun periodanya acak tetapi kejadian ini sering muncul dalam
interval sekitar 27 hari, yaitu suatu periode yang berhubungan dengan
aktivitas sunspot (Telford, 1976). Badai magnetik secara langsung dapat
mengacaukan hasil pengamatan.
2.1.3. Teori Medan Magnet Bumi
Terdapat Beberapa Teori tentang dari mana Medan Magnet Bumi berasal yaitu :
a. Dynamo theory
Yaitu teori yang pertama diajukan oleh Joseph Larmor pada tahun 1919. Kurang
lebih teori ini menyebutkan bahwa di dalam perut bumi terdapat besi dalam wujud cair
yang bertindak sebagai objek yang sangat konduktif, disebut sebagai dinamo (dynamo)
berfungsi menghasilkan kembali (regenerate) medan magnet di dalam dirinya sendiri.
cairan panas ini mengalir di dalam bumi karena perputaran bumi sejak terbentuknya
tata surya. Pada kasus ini medan magnet diyakini dihasilkan dari konveksi dari besi
cair, di dalam cairan inti bagian luar, sejalan dengan efek corioli (Coriolis effect) yang
disebabkan oleh rotasi planet yang mengarahkan arus bergulung sejajar dengan kutub
9. 6
utara-selatan. saat cairan konduktif mengalir, arus listrik akan terinduksikan, yang
kemudian kembali menghasilkan medan magnet yang lain. saat medan magnet ini
menguatkan medan magnet yang sebelumnya, dinamo terbentuk dan menjadi stabil.
b. Teori Ernest McFarlane
Ernest McFarlane dalam artikelnya “Asal muasal medan magnet Bumi”
menyebutkan sebuah sistem yang terbuat dari sel-sel elektronik di dalam inti logam
yang mengkristal dengan titik-titik panas dari logam berat yang memancarkan partikel
Alpha dan Beta. Karena suhu yang tinggi partikel Alpha tidak dapat menyatu dengan
elektron bebas. “Akibatnya terjadi putaran dari dalam dan luar inti, medan magnet
tercipta sebagai akibatnya”.
c. Teori Gauss
Pada tahun 1893 Gauss pertama kali melakukan analisa harmonik dari medan
magnetik bumi untuk mengamati sifat-sifatnya. Analisa selanjutnya yang dilakukan
oleh para ahli mengacu pada kesimpulan umum yang dibuat oleh Gauss yaitu :
1) Intensitas medan magnetik bumi hampir seluruhnya berasal dari dalam bumi.
2) Medan yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan
harmonik yang pertama yang berhubungan dengan potensial dwikutub di pusat
bumi. Dwi kutub Gauss ini mempunyai kemiringan 11.5o terhadap sumbu geografi.
2.2.Sejarah Munculnya Medan Magnet Bumi
Kata magnet berasal dari kata sebuah daerah di bagian asia
yaitu “magnesia”. Yaitu tempat ditemukannya pertama kali
sebuah batu yang mampu menarik benda-benda kecil
disekitarnya. Hans christian oersted pada tahun 1820
menemukan bahwa arus didalam sebuah kawat dapat
menghasilkan efek-efek magnetik, karena arus dapat mengubah arah sebuah jarum
kompas. Jadi dapat disimpoulkan bahwa disekitar arus listrik teradapat medan magnet. Medan
magnet adalah ruang atau daerah disekitaran magnet atau disekitaran penghantar yang
membawa arus. Medan magnet biasa disebut juga dengan induksi magnetik atau garis -garis
induksi di simbolkan dengan B. medan magnet sama halnya dengan medan listrik termasuk
10. 7
dalam besaran vector. Arah B di definisikan sebagai arah yang cenderung di tunjuk oleh kutub
utara sebuah jarum kompas.
Bumi memiliki suatu medan magnet yang disebabkan oleh sumber yang berasal dari
dalam inti bumi. Salah satu metode yang dapat di gunakan untuk mengetahui medan magnet
bumi adalah dengan menghitung periode osilasi magnet batang yang di gantung dalam daerah
medan magnet kumparan.
Gaya magnetic disebut juga dengan gaya Lorentz, Karakteristik dari gaya magnetik pada
muatan adalah :
1. gaya sebanding dengan besarnya muatan
2. sebanding dengan besarnya kuat medan.
3. Gaya magnetik juga bergantung pada kecepatan partikel. Sebuah partikel bermuatan yang
diam tidak mengalami gaya magnetic. Gaya magnetic F tidak mempunyai arah yang
sama seperti medan magnet B tetapi selalu tegak lurus terhadap B maupun v.
4. besarnya F dari gaya sebanding dengan v dan tegak lurus terhadap meda, bila komponen
tersebut nol yatu bila v dan B paralel atau berlawanan arah maka nilai gaya tersebut
adalah nol.
Besarnya F dapat di tuliskan F = q v B sin ϕ
Dimana q menyatakan besarnya muatan dan ϕ menyatakan sudut yang diukur dari arah v ke
rah B. Dengan menggunakan kaidah tangan kanan maka akan memperlihatkan bahwa gaya
pada muatan q yang bergerak dengan kecepatan v dan medan magnet B yang
diberikan, dapat dituliskan:
F = q v B (gaya magnetic pada sebuah muatan yang bergerak)
Satuan dari B ekuyivalen dengan 1 N.s/C.m Karen 1 A= 1C/s maka satuan dari B adalah 1
N/A = 1 T = wb/ m2.
2.3.Sudut Deklinasi dan Inklinasi
Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat
menunjuk arah utara dengan tepat. Penyimpangan jarum kompas itu terjadi karena letak
kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang
terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan garis-garis gaya magnet bumi mengalami
penyimpangan terhadap arah utara-selatan bumi. Akibatnya penyimpangan kutub utara
11. 8
jarum kompas akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut
yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan geografis
disebut deklinasi. Besar sudut deklinasi berbeda-beda sesuai dengan letak suatu tempat
permukaan bumi. Besar sudut deklinasi di suatu tempat juga berbeda-beda dari tahun ke
tahun.
Selain terjadi penyimpangan arah utara dan selatan jarum kompas juga mengalami
kedudukan yang tidak mendatar. Penyimpangan arah mendatar itu terjadi karena garis-garis
gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya,
kutub utara jarum kompas menyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi.
Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar
permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar
disebut inklinasi. Alat yang digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator.
Di ekuator magnet bumi, sudut inklinasi adalah nol derajat, sebab medan magnetik di daerah
ini berarah horizontal.
12. 9
BAB III
PENUTUP
3.1.Kesimpulan
1) Medan magnet bumi disebut juga medan geomagnetik, adalah medan magnetik yang
menjangkau dari bagian dalam bumi hingga ke batas di mana medan magnet
bertemu angin matahari.
2) Terdapat banyak teori tentang Medan Magnet Bumi berasal, tetapi yang dijadikan acuan
oleh para ahli adalah kesimpulan umum yang dibuat Gauss, yaitu :
a. Intensitas medan magnetik bumi hampir seluruhnya berasal dari dalam bumi.
b. Medan yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan harmonik
yang pertama yang berhubungan dengan potensial dwikutub di pusat bumi. Dwi kutub
Gauss ini mempunyai kemiringan 11.5o terhadap sumbu geografi.
3) Bumi memiliki suatu medan magnet yang disebabkan oleh sumber yang berasal dari
dalam inti bumi. Salah satu metode yang dapat di gunakan untuk mengetahui medan
magnet bumi adalah dengan menghitung periode osilasi magnet batang yang di gantung
dalam daerah medan magnet kumparan.
4) Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan
geografis disebut deklinasi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan
bidang datar disebut inklinasi.
3.2.Saran
Adapun saran yang dapat disampaikan oleh penulis yaitu :
Kepada tenaga pendidik agar lebih menambah wawasan tentang kebumian sehingga lebih
mempermudah transfer informasi tentang bumi kepada peserta didik.
Kepada pembaca, yaitu agar dapat lebih mengaitkan antara teori yang ada dengan
fenomena-fenomena yang terjadi sehingga dapat lebih memperdalam pengetahuan.
