Manyetik alana giren yüklü parçacığın üzerine etki eden manyetik kuvvetin ve parçacığın yaptığı dairesel hareketin yönünün nasıl bulunduğunu açıklayınız.

Question

<span itemprop="name">Manyetik alana giren yüklü parçacığın üzerine etki eden manyetik kuvvetin ve parçacığın yaptığı dairesel hareketin yönünün nasıl bulunduğunu açıklayınız.</span>

Answer 1

• Manyetik alana giren yüklü parçacığın üzerine etki eden manyetik kuvvet, Lorentz kuvveti olarak adlandırılır. Lorentz kuvvetinin büyüklüğü, F = qvBsinθ formülü ile hesaplanır. Burada q, parçacığın yükü, v, parçacığın hızı, B, manyetik alanın şiddeti ve θ, hız vektörü ile manyetik alan vektörü arasındaki açıdır.
• Lorentz kuvvetinin yönü ise sağ el kuralı ile bulunur. Sağ elin dört parmağı hız vektörünün yönünde, avuç içi manyetik alan vektörünün yönünde uzatıldığında, başparmak Lorentz kuvvetinin yönünü gösterir. Eğer parçacık pozitif yüklü ise, Lorentz kuvveti başparmağın gösterdiği yöndedir. Eğer parçacık negatif yüklü ise, Lorentz kuvveti başparmağın gösterdiği yöne zıttır.
• Lorentz kuvveti, parçacığın hızına daima dik olduğu için hızın büyüklüğünü değiştiremez, sadece yönünü değiştirebilir. Bu yüzden hızı ve yükü olan bir parçacık manyetik alanda dairesel hareketler yapmaya başlar ve manyetik kuvvet bu dairesel harekette merkezcil kuvvet görevi görür.
• Parçacığın yaptığı dairesel hareketin yarıçapı, r = mv/qB formülü ile hesaplanır. Burada m, parçacığın kütlesi, v, parçacığın hızı, q, parçacığın yükü ve B, manyetik alanın şiddetidir. Parçacığın yaptığı dairesel hareketin yönü ise manyetik alan vektörünün yönündedir. Yani manyetik alan kağıt düzleminden içe doğru ise, parçacık kağıt düzleminde dairesel hareket yapar.