Manyetik Kuvvet Hesaplama

Yüklü bir parçacığa etki eden manyetik kuvveti bulun.

Nasıl hesaplanır?

Araç, hareketli bir yüke etki eden Lorentz kuvvetini uygular: F = |q| × v × B × sin θ. Burada q coulomb (C) cinsinden yük, v metre/saniye (m/s) cinsinden hız, B tesla (T) cinsinden manyetik akı yoğunluğu, θ ise hız ile alan arasındaki derece cinsinden açıdır. Yükün mutlak değeri alınır; yükün işareti yalnızca kuvvetin yönünü belirler ve araç yönü göstermez. Açı boş bırakılırsa en büyük durum olan 90° kullanılır. Kuvvet, newton cinsinden ve dört ondalıklı bilimsel gösterimle yazılır. Kuvvet 0° ve 180°'de sıfırdır.

Örnek hesaplama

Proton yüküne sahip bir parçacık, q = 1.602e-19 C, v = 3e6 m/s hızla B = 0,5 T'lik bir alandan geçiyor; hız alanla θ = 30° açı yapıyor. Önce q × v × B = 1.602e-19 × 3e6 × 0,5 = 2.403e-13. sin 30° = 0,5 olduğundan F = 2.403e-13 × 0,5 = 1.2015e-13 N bulunur. Aynı parçacık 90°'de iki kat, 2.4030e-13 N kuvvet hisseder.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Açıyı radyan olarak yazmak. Alan derece bekler; 1,57 yazarsanız 90° değil 1,57° olur ve kuvvet neredeyse sıfırdır.
  • Açıyı alan yönünden değil alanın dikinden ölçmek. Formül, v ile B arasındaki θ için sin θ kullanır; paralel harekette kuvvet en büyük değil sıfırdır.
  • Yükü temel yük veya mikrocoulomb cinsinden girmek. Alan coulomb ister; tek bir elektron yaklaşık 1.602e-19 C'dir, 1 değil.
  • Alanı gauss olarak girmek. 1 gauss 1e-4 tesladır; 5000 G, 0,5 T olarak yazılmalıdır.
  • Negatif yükte negatif sonuç beklemek. Araç q'nun mutlak değerini alır ve yalnızca kuvvetin büyüklüğünü verir, yönünü değil.

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, hareketli yüklü bir parçacığa etki eden manyetik (Lorentz) kuvveti bulur: F = q · v · B · sinθ; burada q yük, v hızı, B manyetik alan şiddeti, θ ise hız ve alan vektörleri arasındaki açıdır. Yük alana paralel hareket ettiğinde kuvvet sıfırdır, alana dik hareket ettiğinde ise en yüksek değerine ulaşır ve her zaman hem v'ye hem B'ye dik yönde etki eder (sağ el kuralıyla bulunur).

Fizik öğrencileri ve elektrik mühendisleri, bu ilişkiyi yüklü parçacıkların manyetik alanlarda nasıl eğrildiğini anlamak için kullanır — bu, siklotronların, kütle spektrometrelerinin, parçacık hızlandırıcılarının ve birçok akım sensöründe kullanılan Hall etkisinin temelidir. Yükü, hızı, alan şiddetini ve açıyı girerek kuvveti alın.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (0)

  • İlk yorumu siz yazın.

Popüler hesaplayıcılar

Tüm Hesaplayıcılar