İçeriğe geç
TYT-AYT-KPSS Hazırlık
Dersler

29Konu 29 / 49
Elektrik ve Manyetizma

Manyetik Kuvvet:Akımlı Tel, Çerçeve ve Yüklü Parçacıklar

Manyetik kuvvetin yönünü akım ya da hareketli yük yönü ile manyetik alanı birlikte kullanarak bul. Negatif yükte pozitif yük için bulunan yön ters çevrilir.

  • 11. sınıf
  • 40 dk

LevhaManyetik KuvvetManyetik Kuvvet

Manyetik kuvvetin yönünü akım ya da hareketli yük yönü ile manyetik alanı birlikte kullanarak bul. Negatif yükte pozitif yük için bulunan yön ters çevrilir.

Isınma

Başlamadan önce: hazır mısın?

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Durgun yük yalnız manyetik alan içindedir. Manyetik kuvvet kaç N olur?

Açıklama

Yükün hızı sıfır olduğundan manyetik kuvvet sıfırdır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Aynı hız ve alandaki negatif yük için kuvvet hangi yöndedir?

Açıklama

Negatif yük, pozitif yükte bulunan aşağı yönünü tersine çevirir.

Temel

  1. Kavramı ve düzeneği tanı

Akımlı tele etki eden manyetik kuvvet hem akım doğrultusuna hem alana diktir.

Başlangıç modeli; uzunluklar şematiktir.

Örnek

kolay

Doğrudan uygulama

Durgun yük yalnız manyetik alan içindedir. Manyetik kuvvet kaç N olur?

Önce verilen koşulları ve istenen niceliği ayır.

Yükün hızı sıfır olduğundan manyetik kuvvet sıfırdır.

Sonuç

00

Örnek

kolay

Tanımı yorumla

Pozitif yükün hızı sağa, alan sayfadan dışarı. Kuvvet hangi yöndedir?

Önce verilen koşulları ve istenen niceliği ayır.

Sağ el kuralında sağa hız ile dışarı alanın vektörel çarpımı aşağı yönlüdür.

Sonuç

Aşağı

Hareketli yüke etki eden manyetik kuvvet hıza diktir; tek başına kinetik enerjiyi değiştirmez.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Yalnız manyetik kuvvet altında hareketli yükün kinetik enerjisi nasıl değişir?

Açıklama

Kuvvet anlık hıza dik olduğundan iş yapmaz; süratin büyüklüğünü değiştirmez.

Orta

  1. Bağıntıyı uygula ve karşılaştır

Hız alana paralelse manyetik kuvvet sıfırdır; alana dikse yönü sürekli değiştirip çembersel hareket oluşturabilir.

Bir değişkenin etkisini nitel olarak karşılaştır.

Örnek

orta

Koşulları karşılaştır

Aynı hız ve alandaki negatif yük için kuvvet hangi yöndedir?

Önce verilen koşulları ve istenen niceliği ayır.

Negatif yük, pozitif yükte bulunan aşağı yönünü tersine çevirir.

Sonuç

Yukarı

Örnek

orta

İşaret ve yön

Yükün hızı manyetik alana paralel. Manyetik kuvvet kaç N olur?

Hızın alana dik bileşeni yoktur

manyetik kuvvet oluşmaz.

Sonuç

00

Örnek

orta

Bağıntıyı seç

Yalnız manyetik kuvvet altında hareketli yükün kinetik enerjisi nasıl değişir?

Kuvvet anlık hıza dik olduğundan iş yapmaz

süratin büyüklüğünü değiştirmez.

Sonuç

Değişmez.

Manyetik kuvvet, elektriksel kuvvet gibi durgun yüke etki etmez.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Alana dik hızla giren yükün yolu için hangisi mümkündür?

Açıklama

Kuvvet sürekli hıza dik olduğundan yön değiştiren merkezcil etki oluşturabilir.

İleri

  1. Varsayım, sınır ve birleşik yorum

Manyetik kuvvet ve Lorentz kuvveti hesaplamaları yerine yön ve nitel etki bu kapsamın merkezidir.

İki durumun ilişkisini incele; çizim gerçek ölçekte değildir.

Örnek

zor

Sınır durumu

Akım sağa, alan sayfadan dışarı. Tele etki eden kuvvet hangisidir?

Önce verilen koşulları ve istenen niceliği ayır.

Geleneksel akım ve alan için sağ el kuralı aşağı yönü verir.

Sonuç

Aşağı

Örnek

zor

Birleşik yorum

Alana dik hızla giren yükün yolu için hangisi mümkündür?

Önce verilen koşulları ve istenen niceliği ayır.

Kuvvet sürekli hıza dik olduğundan yön değiştiren merkezcil etki oluşturabilir.

Sonuç

Düzgün çembersel yol

Yükün süratini, alanın büyüklüğünü ve yükün işaretini değiştir. Mavi ok hız, kırmızı ok kuvvettir: kuvvet hep çemberin merkezine bakar. Çemberin yarıçapı r=mv/(qB)r = mv/(qB) ile değişir; yük 4 μC4\ \mu\text{C}, kütle 2 mg2\ \text{mg} alınmıştır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Pozitif yükün hareket yönü ters çevrilirse aynı alanda kuvvet yönü ne olur?

Açıklama

Hız vektörünün ters dönmesi vektörel çarpımın yönünü tersine çevirir.

Manyetik kuvvet hem hıza (ya da akıma) hem alana diktir. Hıza dik olduğu için sürati değil yalnızca yönü değiştirir: yük çember çizer. Durgun yüke ve alana paralel giden yüke kuvvet etki etmez; yük ya da alan ters dönünce sapma da ters döner.

Yönleri, bileşenleri veya kavramlar arası ilişkiyi ayır.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

  • Akımlı tele etki eden manyetik kuvvet hem akım doğrultusuna hem alana diktir.

  • Hareketli yüke etki eden manyetik kuvvet hıza diktir; tek başına kinetik enerjiyi değiştirmez.

  • Hız alana paralelse manyetik kuvvet sıfırdır; alana dikse yönü sürekli değiştirip çembersel hareket oluşturabilir.

  • Manyetik kuvvet, elektriksel kuvvet gibi durgun yüke etki etmez.

  • Manyetik kuvvet ve Lorentz kuvveti hesaplamaları yerine yön ve nitel etki bu kapsamın merkezidir.

Kapsam: MEB 2018 Fizik öğretim programı.

Bu sayfadaki özgün sorular ÖSYM sorusu olarak sunulmaz.

Sorular

Şimdi sıra sende

4 özgün soru

Özgün soru1

Kolay

Akım taşıyan tele etki eden manyetik kuvvet

Manyetik kuvvet hareketli yükün hızına hangi açıyla etki eder?

İpucu

Akımlı tele etki eden manyetik kuvvet hem akım doğrultusuna hem alana diktir.

Çözüm

Manyetik kuvvet hem hıza hem alana diktir.

Sonuç: Dik

Cevap: E

Özgün soru2

Orta

Sağ el kuralıyla kuvvetin yönü

Pozitif yükün hareket yönü ters çevrilirse aynı alanda kuvvet yönü ne olur?

İpucu

Hareketli yüke etki eden manyetik kuvvet hıza diktir; tek başına kinetik enerjiyi değiştirmez.

Çözüm

Hız vektörünün ters dönmesi vektörel çarpımın yönünü tersine çevirir.

Sonuç: Ters döner.

Cevap: A

Özgün soru3

Orta

Tel çerçeveye etki eden kuvvetler ve dönme

Bir akım halkasının manyetik alanda dönmesi hangi aygıtın çalışma ilkesine katkıdır?

İpucu

Hız alana paralelse manyetik kuvvet sıfırdır; alana dikse yönü sürekli değiştirip çembersel hareket oluşturabilir.

Çözüm

Akım halkasına alanın uyguladığı kuvvet çiftinin torku dönme sağlayabilir.

Sonuç: Elektrik motoru

Cevap: B

Özgün soru4

Zor

Yüklü parçacığın manyetik alandaki yörüngesi

Manyetik alanda elektriksel olarak nötr, durgun noktasal taneciğe Lorentz kuvveti için hangisi doğrudur?

İpucu

Akımlı tele etki eden manyetik kuvvet hem akım doğrultusuna hem alana diktir.

Çözüm

q = 0 olduğunda noktasal tanecik için yük kaynaklı elektriksel ve manyetik Lorentz kuvvetleri sıfırdır; malzemenin manyetik özellikleri ayrı konudur.

Sonuç: Yükten kaynaklanan Lorentz kuvveti yoktur.

Cevap: C