Examkin

Question

Difficulty: MediumManyetik Kuvvet

Sayfa düzleminde birbirine paralel olarak yerleştirilmiş sonsuz uzunluktaki 1 ve 2 numaralı iletken tellerden sırasıyla sayfa düzleminde yukarı doğru I1I_1 ve I2I_2 elektrik akımları geçmektedir. Tellerin arasındaki mesafenin tam ortasından, +q+q elektrik yüklü bir parçacık tellere paralel doğrultuda ve yukarı doğru v⃗\vec{v} hızıyla fırlatılıyor.

Akım şiddetleri arasında I1>I2I_1 > I_2 ilişkisi olduğuna göre, parçacığa fırlatıldığı anda etki eden manyetik kuvvetin yönü aşağıdakilerden hangisidir?

(Yer çekimi ve sürtünmeler önemsizdir.)

  1. A
    +x+x yönünde (2. tele doğru)
  2. B
    Sayfa düzleminden içeri doğru (−z-z yönünde)
  3. −x-x yönünde (1. tele doğru)Answer
  4. D
    Sayfa düzleminden dışarı doğru (+z+z yönünde)
  5. E
    +y+y yönünde (hız vektörüyle aynı yönde)

Answer

Manyetik kuvvet −x-x yönündedir (1. tele doğru).
Akım geçen düz tellerin çevrelerinde oluşturdukları manyetik alanların yönü sağ el kuralı ile bulunur. Başparmak akım yönünü gösterecek şekilde tel kavrandığında, dört parmak manyetik alan dolanımını gösterir. Buna göre, 1. telin sağ tarafında (tam ortada) oluşturduğu manyetik alan sayfa düzleminden içeri doğru (−z-z), 2. telin sol tarafında (tam ortada) oluşturduğu manyetik alan ise sayfa düzleminden dışarı doğrudur (+z+z). I1>I2I_1 > I_2 olduğu için, 1. telin oluşturduğu içeri doğru olan manyetik alanın büyüklüğü, 2. telin oluşturduğu dışarı doğru olan manyetik alanın büyüklüğünden daha fazladır. Dolayısıyla parçacığın fırlatıldığı noktadaki net manyetik alan sayfa düzleminden içeri doğrudur. Yüklü parçacığa etki eden manyetik kuvvet ise F⃗=q(v⃗×B⃗)\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) ifadesiyle verilir. Sağ el kuralına göre, başparmak hız yönünü (+y+y), dört parmak içeri doğru olan net manyetik alanı (−z-z) gösterdiğinde, avuç içi artı yüklü parçacık için sola doğru olan −x-x yönünü (1. tele doğru) gösterir.

Step-by-Step Solution

1
Akım geçen tellerin tam ortadaki noktada oluşturduğu manyetik alanların yönünü sağ el kuralı ile belirleyin.
1. telin oluşturduğu manyetik alan sayfa düzleminden içeri doğru (−z-z), 2. telin oluşturduğu manyetik alan ise sayfa düzleminden dışarı doğrudur (+z+z).
Tellerden geçen akımların yönü yukarı doğru olduğundan, sağ el kuralına göre tellerden birinin sağındaki ve diğerinin solundaki alan yönleri zıt olur.
2
Noktadaki net manyetik alanın yönünü akım büyüklüklerini kıyaslayarak bulun.
Net manyetik alan sayfa düzleminden içeri doğrudur (−z-z).
I1>I2I_1 > I_2 olduğu için 1. telin oluşturduğu alanın büyüklüğü daha fazladır ve baskın olan yön net alanın yönünü belirler.
3
Hareket halindeki +q+q yüklü parçacığa etki eden manyetik kuvvetin yönünü sağ el kuralı ile bulun.
Kuvvet sola doğru, yani −x-x yönündedir (1. tele doğru).
Sağ elin başparmağı hız yönünü (+y+y), dört parmak net manyetik alanı (içeri, −z-z) gösterecek şekilde tutulduğunda, avuç içi artı yüklü parçacığa etki eden kuvvetin yönünü (−x-x) gösterir.

Key Concept

Akım geçen düz tellerin manyetik alanları ve yüklü parçacıklara etki eden manyetik kuvvetin yönü
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Manyetik Kuvvet

More questions from this topic