11. sınıf fizik 2. dönem 2. yazılı 1. senaryo Test 2

Bir elektron, düzgün bir manyetik alana, manyetik alan çizgilerine paralel olarak fırlatılıyor. Bu elektronun manyetik alan içindeki hareketi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Elektron manyetik alana dik bir kuvvetin etkisiyle çembersel hareket yapar.

B) Elektron manyetik alan doğrultusunda hızlanır.

C) Elektron manyetik alan içinde sapmadan düzgün doğrusal hareket yapar.

D) Elektron manyetik alan içinde yavaşlar ve durur.

E) Elektron manyetik alana zıt yönde hareket eder.

• Manyetik Kuvvetin Temelleri: Bir elektrik yüklü parçacık (örneğin bir elektron) manyetik bir alanda hareket ederken üzerine bir manyetik kuvvet etki edebilir. Bu kuvvetin büyüklüğü $F_B = |q| v B \sin\theta$ formülüyle hesaplanır. Burada $q$ parçacığın yükünü, $v$ hızını, $B$ manyetik alanın şiddetini ve $\theta$ ise parçacığın hız vektörü ($\vec{v}$) ile manyetik alan vektörü ($\vec{B}$) arasındaki açıyı temsil eder.
• Soru Senaryosunun Analizi: Soruda elektronun manyetik alana paralel olarak fırlatıldığı belirtiliyor. Bu durum, elektronun hız vektörü ($\vec{v}$) ile manyetik alan vektörü ($\vec{B}$) arasındaki açının $\theta = 0^\circ$ olduğu anlamına gelir.
• Kuvvetin Hesaplanması: Manyetik kuvvet formülünde $\theta = 0^\circ$ değerini yerine koyarsak, manyetik kuvvetin büyüklüğü $F_B = |q| v B \sin(0^\circ)$ olur.
• Sinüs Değeri: Trigonometrik olarak $\sin(0^\circ)$ değeri $0$'a eşittir.
• Sonuç: Bu durumda manyetik kuvvet $F_B = |q| v B \times 0 = 0$ olur. Yani, elektron üzerine manyetik alan tarafından hiçbir manyetik kuvvet etki etmez.
• Newton'un Hareket Yasaları: Üzerine net bir kuvvet etki etmeyen bir cisim, hareket durumunu korur. Eğer başlangıçta hareket ediyorsa, sabit hızla düz bir çizgide hareket etmeye devam eder (Newton'un Birinci Yasası).
• Doğru Seçeneğin Belirlenmesi: Elektron manyetik alan içinde herhangi bir kuvvete maruz kalmadığı için, başlangıçtaki hızını ve yönünü koruyarak sapmadan düzgün doğrusal hareket yapacaktır. Bu durum, elektronun hızının büyüklüğünün ve yönünün değişmediği anlamına gelir.
• Diğer Seçeneklerin Neden Yanlış Olduğu:
  • A) Çembersel hareket, hız vektörü manyetik alana dik olduğunda meydana gelir.
  • B) Manyetik kuvvet, parçacık üzerinde iş yapmaz, dolayısıyla kinetik enerjisini ve hızının büyüklüğünü değiştiremez. Hızlanma veya yavaşlama olmaz.
  • D) Yukarıda belirtildiği gibi, manyetik kuvvet iş yapmadığı için elektron yavaşlamaz veya durmaz.
  • E) Manyetik kuvvet sıfır olduğu için elektronun hareket yönünde bir değişiklik olmaz.

Cevap C seçeneğidir.