Examkin

Soru

Zorluk: ZorManyetik Kuvvet

Sayfa düzleminde bulunan sonsuz uzunluktaki düz bir iletken telden şekildeki gibi +y+y yönünde sabit I1I_1 akımı geçmektedir. Bu telin sağ tarafında, yine aynı sayfa düzleminde olacak şekilde yerleştirilen kare biçimindeki iletken tel çerçeveden saat yönünde sabit I2I_2 akımı geçmektedir.

Buna göre, kare çerçeveye etki eden manyetik kuvvetler ile ilgili,

I. Çerçevenin üst ve alt kenarlarına etki eden manyetik kuvvetlerin bileşkesi sıfırdır.
II. Çerçeveye etki eden net manyetik kuvvet, çerçeveyi sonsuz uzunluktaki düz tele doğru çeker.
III. Çerçevenin sağ kenarına etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğü, sol kenarına etki eden manyetik kuvvetin büyüklüğünden fazladır.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IICevap
  4. D
    II ve III
  5. E
    I, II ve III

Cevap

I ve II yargıları doğrudur. Çerçevenin üst ve alt kenarlarına etki eden net kuvvet sıfırken, sol kenara etki eden çekme kuvveti sağ kenara etki eden itme kuvvetinden büyük olduğundan net kuvvet tele doğrudur.
Üst ve alt kenarlara etki eden kuvvetler zıt yönlü ve eşit büyüklükte olduğundan birbirini sıfırlar. Sol kenardaki akım düz teldeki akımla aynı yönlü olduğu için çekilirken, sağ kenardaki akım zıt yönlü olduğu için itilir. Sol kenar tele daha yakın olduğundan maruz kaldığı manyetik alan ve dolayısıyla çekme kuvveti daha büyüktür. Bu durum net kuvvetin tele doğru (sola) olmasına yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Düz telin çerçeve bölgesinde oluşturduğu manyetik alanın yönünü belirleme.
Sağ el kuralına göre başparmak akım yönünü (+y) gösterecek şekilde tel kavrandığında, sağ tarafta kalan çerçeve bölgesinde manyetik alan sayfa düzlemine dik ve içeri doğrudur (B_yönü = ⊗).
Kuvvet yönlerini belirlemek için öncelikle ortamdaki manyetik alanın yönünü bilmemiz gerekir.
2
Çerçevenin üst ve alt kenarlarına etki eden kuvvetleri analiz etme.
Üst kenardaki akım +x yönündedir, manyetik alan içeri doğrudur. Sağ el kuralıyla kuvvet yukarı (+y) yönlü bulunur. Alt kenardaki akım -x yönündedir, kuvvet aşağı (-y) yönlü bulunur. Eşit uzaklıktaki bu kuvvetlerin büyüklükleri eşit ve yönleri zıt olduğu için toplamları sıfırdır.
Çerçevenin yatay kenarlarına etki eden net kuvvetin sıfır olduğunu doğrulamak için.
3
Çerçevenin sağ ve sol dikey kenarlarına etki eden kuvvetleri karşılaştırma.
Sol kenar tele d uzaklığında olup akım yukarı doğrudur (+y). Aynı yönlü akımlar birbirini çekeceğinden sol kenara etki eden kuvvet sola doğrudur. Sağ kenar ise d+a uzaklığında olup akım aşağı doğrudur (-y). Zıt yönlü akımlar birbirini iteceğinden sağ kenara etki eden kuvvet sağa doğrudur. Manyetik alan uzaklıkla azaldığından sol kenardaki çekme kuvveti, sağ kenardaki itme kuvvetinden büyüktür (F_sol > F_sağ). Net kuvvet sola (tele doğru) olur.
Çerçeveye etki eden net kuvvetin yönünü ve dikey kenarlardaki kuvvet büyüklüklerini belirlemek için.

Anahtar Kavram

Akım taşıyan paralel tellerin birbirine uyguladığı manyetik kuvvet ve düz telin oluşturduğu manyetik alanın uzaklığa bağlılığı.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Manyetik Kuvvet

Bu konudan daha fazla soru