Examkin

Question

Difficulty: HardManyetik Kuvvet

Kartezyen koordinat sisteminde, +z+z ekseni boyunca yerleştirilmiş sonsuz uzunluktaki iletken bir telden +z+z yönünde sabit bir II akımı geçmektedir. Yükü −q-q olan noktasal bir parçacık, koordinat sisteminin (d,0,0)(d, 0, 0) noktasından geçerken +x+x yönünde sabit v⃗\vec{v} hızıyla hareket etmektedir.

Buna göre, parçacığa bu konumdan geçerken etki eden manyetik kuvvetin yönü aşağıdakilerden hangisidir?

  1. −z-z yönündeAnswer
  2. B
    +z+z yönünde
  3. C
    +y+y yönünde
  4. D
    −y-y yönünde
  5. E
    Sıfır

Answer

Manyetik kuvvet negatif z yönündedir.
Manyetik alanın yönü sağ el kuralı ile +y+y yönünde bulunur. Hız vektörü +x+x yönündedir. Negatif yüklü parçacık için manyetik kuvvetin yönü, sağ el kuralının verdiği yönün tersi olacağından −z-z yönünde gerçekleşir.

Step-by-Step Solution

1
Akım taşıyan düz telin oluşturduğu manyetik alanın yönünün belirlenmesi
Parçacığın bulunduğu (d,0,0)(d, 0, 0) konumunda manyetik alan vektörü B⃗\vec{B}, +y+y yönündedir (B⃗=Bj^\vec{B} = B\hat{j}).
Sağ el kuralına göre, başparmak +z+z yönündeki akımı gösterecek şekilde tel kavrandığında, dört parmak (d,0,0)(d, 0, 0) noktasında +y+y yönünü gösterir.
2
Parçacığın hız vektörü ile manyetik alan vektörü aras��ndaki ilişkinin analiz edilmesi
Hız vektörü v⃗=vi^\vec{v} = v\hat{i} ve manyetik alan vektörü B⃗=Bj^\vec{B} = B\hat{j} olup, bu iki vektör birbirine diktir.
Parçacık +x+x yönünde hareket ettiğinden hız vektörü i^\hat{i} doğrultusundadır; manyetik alan ise j^\hat{j} doğrultusundadır. Aralarındaki açı 90∘90^\circ olduğundan manyetik kuvvet oluşur.
3
Manyetik kuvvetin yönünün bulunması
Manyetik kuvvet F⃗\vec{F}, −z-z yönündedir.
Sağ el kuralına göre, sağ elin dört parmağı hız yönünü (+x+x), avuç içi manyetik alan yönünü (+y+y) gösterecek şekilde tutulduğunda, başparmak +z+z yönünü gösterir. Ancak parçacık negatif yüklü (−q-q) olduğundan kuvvet, bu yönün tersi olan −z-z yönünde etki eder (F⃗=q(v⃗×B⃗)=(−q)(vi^×Bj^)=−qvBk^\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B}) = (-q)(v\hat{i} \times B\hat{j}) = -qvB\hat{k}).

Key Concept

Üzerinden akım geçen düz telin çevresinde oluşturduğu manyetik alan ve hareketli yüklü parçacıklara etki eden manyetik kuvvet.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Manyetik Kuvvet

More questions from this topic