05.05.2015 FİZ-102 Uygulama-VIII (Bölüm

05.05.2015
FİZ-102 Uygulama-VIII
(Bölüm-VIII: Manyetik Alan)
1. (Serway&Beichner, 29.1) Aşağıdaki şekilde gösterilen parçacıkların manyetik alana girerken
başlangıçtaki sapma yönlerini bulunuz.
2. (Serway&Beichner, 29.5) Bir proton bir B düzgün manyetik alanına dik olarak 1×107 m/s
süratle hareket etmekte iken, hızı +z yönünde olduğu bir anda, +x yönünde 2 × 1013 m/s2’lik
bir ivme hissettiğine göre alanın yönünü ve büyüklüğünü bulunuz.
3. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 29.25) Şiddeti 0,12 T olan sabit bir manyetik alan içinde
bir elektron v= 3×105 m/s hızla hareket etmektedir. Alan içinde, alanla 40°’lik açı yaparak
giren elektron helis bir yörünge çizmektedir. Manyetik alan yönünden bakıldığında,
yörüngenin izdüşümü bir çemberdir. Bu çember tamamlandığında, elektron B doğrultusunda
ne kadar yol alır?
4. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 29.36) x-ekseni boyunca hareket eden 50 MeV enerjiye
sahip bir proton bir manyetik alan içine erişiyor. Proton alan içinde 1012 m/s2’lik j’ lik bir ivme
kazanıyor. Manyetik alanı belirleyiniz.

5. (Giancoli, 27.25) Bir proton, manyetik alanın B  (0,45 iˆ  0,38 ˆj ) T ve elektrik alanın

E  (3,0 iˆ  4,2 ˆj ) 10 3 V/m olduğu bir bölgede hareket ediyor. Belli bir anda protonun hızı

v  (6,0 iˆ  3,0 ˆj  5,0 kˆ) 10 3 m/s’ dir. Proton üzerindeki toplam kuvvetin bileşenlerini
bulunuz.
6. (Young&Freedman, 27.31)
Şekilde gösterilen kütle spektrometresinde kullanılan hız seçicinin
levhaları arasındaki elektrik alan 1,12 ×105 V/m , iki bölgedeki manyetik
alan ise 0,540 T’ dır. Tek yüklü selenyum iyonlarının akımı manyetik
alanda yarıçapı 31 cm olan çembersel bir yol izlemektedir. Bir selenyum
iyonunun kütlesini ve selenyum izotopunun kütle sayısını belirleyiniz.
(Kütle sayısı izotopun atomik kütle biriminde, en yakın tam sayıya
tamamlanmış halidir. Bir atomik kütle birimi 1 u = 1,66 ×10-27 kg’ dır.)
7. (Serway&Beichner, 29.13) Birim uzunluğunun kütlesi 0,500 gr/cm olan bir tel yatay olarak
doğuya doğru 2,00 A’ lik bir akım taşırken bu teli düşey olarak yukarı doğru kaldırabilmek
için gerekli manyetik alanın yönü ve minumum büyüklüğü ne olmalıdır?
A.OZANSOY, 2015
1
8. (Young&Freedman, 27.37) 0,200 m uzunluğunda, akım taşıyan yatay bir çubuk bir ölçüm
cihazına tutturulmuştur. Çubuğun bulunduğu yerde 0,067 T büyüklüğünde ve çubuğa dik
yönde düzgün bir manyetik alan vardır. Cihaz, çubuk üzerinde 0,13 N’ luk bir kuvvet
ölçmektedir. Akım nedir?
9. (Young&Freedman, 27.35)
Şekilde gösterildiği gibi 4,5 A akım taşıyan uzun bir tel 90°’ lik
iki dirsek yapmaktadır. Telin dirsek yapan kısmı düzgün 0,240
T büyüklüğünde, şekilde gösterildiği gibi yönlendirilmiş sınırlı
bir bölgeye etkili bir manyetik alandan geçmektedir. Manyetik
alanın tele uyguladığı kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü
bulunuz.
10. (Serway&Beichner, 29.18)
y
a
d
B
I
x
b
Şekildeki küpün her kenarı 40 cm’ dir. Telin dört düz kısmı
(ab, bc,cd ve da) gösterildiği gibi I=5 A’ lık akım taşıyan
kapalı bir ilmek oluşturmaktadır. Pozitif y yönünde B=0,02
T büyüklüğünde düzgün bir manyetik alan bulunduğuna
göre her bir kısma etkiyen kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü
bulunuz.
c
z
11. (Serway&Beichner, 29.25)
y
I
0.4 m
0.3m
x
Çok sıkı sarılmış 100 sarımdan oluşmuş dikdörtgen biçimli bir
ilmeğin boyutları 0,4 m ve 0,3 m’ dir. İlmek y-ekseni boyunca
menteşelenmiş olup, ilmek düzlemi x-ekseni ile 30  açı
yapmaktadır. Sarımlardan şekilde gösterildiği yönde I=1,2 A
değerinde akım geçtiği zaman, x- ekseni boyunca uygulanan 0,8
T’ lık düzgün bir manyetik alanın ilmeğe uyguladığı torkun
büyüklüğü nedir? İlmeğin beklenen dönme yönü nedir?
z
30
12. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 29.48) Kesiti 20 cm2 ve sarım sayısı 180 olan bir bobin,
0,3 T’lık manyetik alana yerleştirildiğinde 210-2 N.m’ lik maksimum tork bobine etkiyor.
Bobinden geçen akımı bulunuz.
13. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 29.55) Kesiti 6 cm2 olan halka bobinin sarım sayısı 50’
dir. Bobin 0,2 T’ lık manyetik alan içine yerleştirildiğinde maksimum tork 310-5 N.m
olmaktadır. a) Bobinden geçen akım şiddetini bulunuz. b) Bobini manyetik alan içinde 180
döndürmek için yapılması gereken iş ne kadardır? Bu iş başlangıçtaki açıya bağlı mıdır?
14. (Young&Freedman, 27.43) (Hidrojen atomunun manyetik momenti) Hidrojen atomunun
Bohr modelinde en düşük enerji seviyesindeki elektron 5,3 10-11 m’ lik çembersel bir
yörüngede 2,2 106 m/s süratle dönmektedir. a) Elektronun yörüngesel periyodu nedir? b)
Eğer yörüngedeki elektron bir akım halkası gibi düşünülürse I akımı ne olur? c) Atomun,
elektronun hareketinden kaynaklanan manyetik momenti ne olur?
A.OZANSOY, 2015
2