Sevgili öğrenciler, düzgün bir manyetik alana giren yüklü bir parçacığın hareketi, manyetik kuvvetin temel özelliklerini anlamak için harika bir konudur. Bu kuvvet, parçacığın hızına ve manyetik alanın yönüne bağlı olarak farklı etkiler yaratır. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyerek hangi yargının yanlış olduğunu bulalım:
Bu ifade doğrudur. Yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvvet (Lorentz kuvveti) $\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B})$ formülü ile verilir. Vektörel çarpımın tanımı gereği, kuvvet vektörü ($\vec{F}$), hem hız vektörüne ($\vec{v}$) hem de manyetik alan vektörüne ($\vec{B}$) daima diktir. Bu, manyetik kuvvetin parçacığın hareket yönünü değiştirmesine neden olan temel özelliktir.
Bu ifade de doğrudur. Bir kuvvetin yaptığı iş, kuvvetin hareket doğrultusundaki bileşeni ile yer değiştirmenin çarpımıdır. Manyetik kuvvet daima hız vektörüne dik olduğu için, parçacığın hareket yönüne (yer değiştirmesine) diktir. Bu durumda manyetik kuvvetin yaptığı iş sıfırdır ($W = \vec{F} \cdot \Delta\vec{r} = F \Delta r \cos(90^\circ) = 0$). İş-enerji teoremi ($W = \Delta K$) gereği, yapılan iş sıfır olduğunda kinetik enerjide bir değişim olmaz. Yani, parçacığın kinetik enerjisi sabit kalır.
Bu ifade doğrudur. Kinetik enerji $K = \frac{1}{2}mv^2$ formülü ile verilir. B seçeneğinde açıkladığımız gibi, manyetik kuvvet kinetik enerjiyi değiştirmez. Parçacığın kütlesi ($m$) sabit olduğuna göre, kinetik enerji sabit kaldığında hızının büyüklüğü ($v$) de sabit kalmak zorundadır. Manyetik kuvvet sadece hızın yönünü değiştirir, büyüklüğünü (süratini) değiştirmez.
Bu ifade doğrudur. Manyetik kuvvet, parçacığın hızının büyüklüğünü değiştirmese de, yönünü sürekli olarak değiştirir. Hızın yönünün değişmesi, parçacığın düz bir çizgi üzerinde hareket etmeyip, eğrisel bir yörünge (örneğin, manyetik alana dik giren bir parçacık için dairesel yörünge veya açılı giren bir parçacık için helezonik yörünge) izlemesine neden olur. Dolayısıyla yörüngesi değişir.
Bu ifade yanlıştır. Manyetik kuvvet, daima manyetik alana diktir ($\vec{F} \perp \vec{B}$). Bir kuvvetin kendisi manyetik alana dik iken, parçacığın hızını manyetik alana paralel hale getirmesi mümkün değildir. Tam tersine, eğer parçacık manyetik alana paralel hareket ediyorsa ($\vec{v} \parallel \vec{B}$), bu durumda manyetik kuvvet sıfır olur ($\vec{v} \times \vec{B} = 0$). Yani, manyetik alana paralel hareket eden bir parçacığa manyetik kuvvet etki etmez ve bu yüzden de yörüngesi değişmeden paralel hareketine devam eder. Manyetik kuvvet, parçacığı manyetik alana paralel hareket etmeye zorlamaz, aksine hızının yönünü değiştirerek onu manyetik alana dik bir bileşenle hareket ettirme eğilimindedir.
Cevap E seçeneğidir.
