Şekildeki küpün köşelerinden v hızıyla gösterilen yönde atılan a noktasındaki -q yüküne etkiyen manyetik kuvveti yönü ile bulunuz?
Cevap:
Bu soruda, kuvvetin yönünü belirlemek için manyetik kuvvet formülü ve sağ el kuralı kullanılacaktır. Manyetik kuvvetin büyüklüğü ve yönü şu şekilde hesaplanır:
\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B})
Bu formülde:
- \vec{F}: manyetik kuvvet
- q: yük (burada -q)
- \vec{v}: hız vektörü
- \vec{B}: manyetik alan vektörü
- \times: vektörel çarpım
Şimdi bu bilgileri kullanarak kuvvetin yönünü bulalım.
-
Yük ve Hızın Belirlenmesi:
- Yük: -q (negatif yük)
- Hız: \vec{v} (küp köşelerinden v hızıyla gösterilen yönde)
-
Manyetik alanın yönü:
- \vec{B}: y ekseninde pozitif doğru yönü gösteriliyor.
-
Manyetik Kuvvetin Yönünü Bulma:
- İkinci aşama sağ el kuralını kullanarak yapılır. Sağ elinizin başparmağını vektör \vec{v} yönünde, işaret parmağınızı \vec{B} yönünde tuttuğunuzda, orta parmağınız manyetik kuvvetin (pozitif yük için) yönünü gösterecektir. Negatif yük olduğu için bu yönün tersine doğru hareket edecektir.
Verilen hız doğrultusunda sağ el kuralını uyguladığımızda, \vec{v} x-y düzleminin köşelerinden geçer ve B pozitif y yönündedir. Sağ el kuralı kullanılarak negatif yük olduğunda sağ el kurallındaki kuvvet ters yönde olacaktır.
Öyleyse, kuvvetin yönü aşağıdakilerle ters yönde olacaktır ve \vec{v} ve \vec{B} vektörlerinin doğrusal çarpım yönüne bağlı olarak sonuç negatif çarpma z olan pozitif eksendeki seçenek 3 olacaktır.
Sonuç:
- Şıkları incelediğimizde doğru cevap şık 3 olacaktır.
F = qvB (-z) yönünde.