MANYETiZMA-MIKNATIS 3. “MODEL SORU 1” DEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 22 BÖLÜM Bir mıknatısı hiçbir zaman S tek kutuplu mıknatıs haline N fiekil- I getiremeyiz. Mıknatıs ikiye 1. X 1 N S K ayrıldığında yine iki kutup- Y S lu bir mıknatıs oluşur. Bu 2 S N L natısların kutuplarının cinsi 2 S S N P S N S N fiekil- III kutupları; K:N , L:S , M:N , P:N 3 N N N M S N şekildeki gibi olur. Uçların Z S fiekil- II durumda yeni oluşan mık- fiekil-I Y N S şeklindedir. CEVAP A fiekil-II Şekil-I ve Şekil-II deki manyetik alanların yönlerinden X, Y ve Z mıknatıslarının kutupları şekildeki gibi olur. 4. S N N S N S N S S N S N d X ESEN YAYINLARI d Y 1 S 2 N N S I X 1 S S 4 5 Y yatay düzlem Z X ve Z mıknatısları ok yönünde hareket ettiğine göre Y mıknatısı X mıknatısını itmiştir. Z mıknatısını ise çekmiştir. Bu durumda; 1 ve 5 numaralı kutuplar zıt işaretlidir. 3 N 3 X Z 1 2 2 ve 3 numaralı kutuplar aynı işaretlidir. N 2 ve 4 numaralı kutuplar zıt işaretlidir. I. yargı yanlıştır. II Y II. ve III. yargılar doğrudur. Z 2 N S N S III I, II ve III durumlarında manyetik alan çizgileri doğru olarak gösterilmiştir. 2. CEVAP E α 5. S N Y S N N S d L S N S N N S N S d S N M Z M N S S N S N N S Mıknatısların kutup şiddetleri şekildeki gibi olabilir. CEVAP C S L fiekil - I α X K N K N N S S N CEVAP E 3 S N M yatay düzlem T yatay düzlem S L fiekil - II Bir mıknatıs bir cismi itiyorsa bu cisim kesinlikle mıknatıstır; çekiyorsa mıknatıs olabilirde, olmayabilirde. Buna göre; K ve M kesinlikle mıknatıstır. T için kesin birşey söylenemez. ELEKTRİK VE MANYETİZMA CEVAP B 251 6. 9. . K N 2G S bilye d N d S G N S S R Y fiekil-I N S P N S N L 120° X S S N fiekil-II N S N I S N II T fiekil-III KL demir çubuğunun ortasına mıknatısın N kutbu Şekil-I İpteki gerilme 2G olduğuna göre, mıknatısların bilyeye deki gibi yaklaştırıldığında etki yoluyla çubuğun mıkna- uyguladığı kuvvet F = G kadardır. Y mıknatısının kutup- tıslanması sağlanır. KL demir çubuğunun uçları N orta- ları değiştirilirse ipteki gerilme değişmez, yine F kuvve- sıda bunlardan daha şiddetli S kutbu olmak üzere yapay tiyle bilyeyi çeker. d uzaklığı azaltılırsa F artar. İpteki ge- geçici mıknatıs elde edilir. rilme de artar. PR demir çubuğuna mıknatısın N kutbu aynı yönde ola- I. ve II. yargılar doğrudur. cak şekilde Şekil-II deki gibi ok yönünde sürtüldüğünde III. yargı yanlıştır. demir çubuk mıknatıs haline gelir. Mıknatısın N kutbunu sürttüğümüz yer N, diğer uç S kutbu olacak şekilde geçici CEVAP D mıknatıs elde edilir. 7. Mıknatıs I ve II toplu iğnelerine Şekil-III teki gibi yaklaştırıldığında toplu iğneler mıknatıs haline gelir. Mıknatısın N kutbuna dokundurduğumuz yer S, diğer uç N olacak S N şekilde geçici mıknatıs elde edilir. CEVAP A N fiekil-I fiekil-II Şekil-I de manyetik alan camdan geçtiğine göre yalıtılamaz. Şekil-II de manyetik alanın ortamdan etkilenmediğini suda bulunan çivileri çektiği gözlenir. Manyetik alan şiddeti ile ilgili bir bilgi bu deneylerin sonucundan çıkarılamaz. CEVAP C 8. X Y • • K N S • 1 d L 2 N N • 3 d d M 4 d • X pusula iğnesinin denge durumuna göre; 1, 2 numaralarının kutup işaretleri farklıdır. • Y pusula iğnesinin denge durumuna göre; 3, 4 numaralı kutupların işaretleri aynıdır. Buna göre; 1 _____ 2 _____ 3 _____ 4 _____ 1. durum N S N N 2. durum S N S S olabilir. CEVAP C 252 ELEKTRİK VE MANYETİZMA ESEN YAYINLARI S 3. T1 ip “MODEL SORU 2” DEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ X F 1. T1 T2 S S Y Z N d 4F Y S X N α d G G S F 2d › Y N yatay düzlem T1 = (GX + GY) . sinα dır. T1: Değişmez. › S S Z T2 + F = GY . sinα bağıntısına göre, ipleri birbirine bağ- › layan ipin uzunluğu biraz artınca F kuvveti azalacağın- N fiekil - I • G N X GX N S GY N 4F S T2 ip F T3 N fiekil - II dan T2 artar. fiekil - III CEVAP D Mıknatıslar özdeş olduğundan kutup şiddetleri ve ağırlıkları eşittir. İki mıknatıs arasındaki çekme veya itme kuvveti uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Bu durumda Şekil- I de X ile Xı arasındaki çekme kuvveti 4F ise, Şekil-II 4. de Y ile Yı arasındaki itme kuvveti 4F olur. Şekil-III teki Z ile Zı arasındaki çekme kuvveti de F olur. F ip T1 Böylece T1 = G + 4F N N X T2 = G – 4F Y S olarak bulunur. Aralarındaki ilişki; T1 > T3 > T2 şeklindedir. CEVAP C 2. T1 T2 ESEN YAYINLARI S T3 = G + F 2G F 2G X mıknatısı için; Y mıknatısı için; T1 = 2G + F F = 2G + T2 6G = 2G + F 4F = 2G + T2 F = 4G olur. T3 T2 T2 = 2G olur. X ve Y mıknatısları arasındaki uzaklık d iken birbirlerine I d F II G F d I F II F III G F uyguladıkları kuvvet, G F=K. m 1 .m 2 d d III F F1 2 F F2 = 4G › F 2d X F3 olur. S N › Y T3 ip N S yatay düzlem G fiekil-I G fiekil-II G fiekil-III X ve Y mıknatısları arasındaki uzaklık 2d iken birbirlerine uyguladıkları kuvvet, İplerdeki gerilme kuvveti T1 = T2 > T3 ilişkisi olduğuna göre, I ve II mıknatısları birbirini çeker, III mıknatısları ise iter. Zeminin mıknatıslara uyguladığı kuvvetler, › F =K. m 1 .m 2 (2d) 2 =K. m 1 .m 2 4d 2 = 1 . 4G = G olur. 4 Mıknatıslar arasındaki kuvvet d2 ile ters orantılıdır. Uzaklık F1 = G – F d iken kuvvet F = 4G ise, aralarındaki uzaklık 2d olduğunda F2 = G – F kuvvet F = G olur. ı ı T3 = F = G olacağından, F3 = G + F T2 2G = 2 olur. = T3 G olur. Bu durumda; F1 = F2 < F3 olur. CEVAP C CEVAP B ELEKTRİK VE MANYETİZMA 253 4. X “MODEL SORU 3” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ i1=2i 1. B1K9 K • B2K7 i2=i Y d i1 X B7 . d . •K d 2B9 2d i3=4i Z i2 Y Y telinden geçen i akımının K noktasında oluşturdu" ğu manyetik alanın şiddeti B ise, K noktasındaki bileşke K noktasındaki manyetik alanın şiddeti sıfır olduğuna göre, " BK = 0 " " IB1KI = IB2KI manyetik alan, " " BK = +3B olur. 2i 2i K 1 =K 2 d 3d CEVAP D 5. X i1=i i1 1 olur. = i2 3 2. i2=i Y CEVAP D X Z d d B9 L B9 B9 d d i2=i Y d B7 N B7 . ESEN YAYINLARI K B7 tadaki bileşke manyetik alan, " 1" B K = + B olur. 4 B7 d B9 M 6. BK=2B7 K B7 B7 d yetik alan şiddeti sıfırdır. CEVAP B i1=2i 2d 2B9 BL=5/2B9 L d B/29 d B7 K B7 2d K noktasındaki manyetik alan; i2=2i Y B=K$ i2=i Y BK=2B d B9 2B9 L d BL=3B9 CEVAP B 2d X i1=i i3=2i X 2i B=K$ olsun. d Şekilde görüldüğü gibi K ve M noktalarında bileşke man- 3. d • KBK=B/49 d B9 B/47 B/27 Z telinden geçen 2i akımının sayfa düzlemindeki K nokta" sında oluşturduğu manyetik alanın şiddeti B ise, bu nok- d d d . i1=i B7 d 2B9 M BM=B B K 2B 4 = = olur. BL 5 5 B 2 2i olsun. d CEVAP A ELEKTRİK VE MANYETİZMA BK = B + B = 2B L noktasındaki manyetik alan, B 5B = BL = 2B + 2 2 olur. BK ve BL taraf tarafa oranlanırsa, d Şekilde görüldüğü gibi, BL > BK > BM olur. 254 BK=3B7 4B7 d CEVAP E “MODEL SORU 4” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. “MODEL SORU 5” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. Tellerin O noktasında Y I1=6I oluşturdukları manyetik B alanlar eşit ve zıt yönlü- X dür. Bu durumda I2 akı- B17 mı, fi K N N S N B29 i 6I i K + – K anahtarı kapatıldığında Y ve Z mıknatısları aynı 6I I 2 = r1 r2 I2 konumda kalırlar. X mıknatısı hareket ederek şekildeki konumu alır. 6I I 2 = 3r r I. ve III. yargılar doğrudur. I 2 = 2I olur. II. yargı yanlıştır. CEVAP B 2I L K B1 r7 O1 L B2 7 fiekil-I O2 CEVAP E ESEN YAYINLARI 2. I S ak›m makaras› B 3r 2rI 1 2rI 2 K =K r1 r2 K Z S N L O r fi I B1 I = I B2 I S 2. N N S S –x +x i 2r •• K + – K anahtarı kapatıldığında bobin şekildeki gibi bir manyeK telinin manyetik alanı, B1 = K . tik alan oluşturur. Bobin mıknatısı çektiğinde, mıknatıs fiekil-II 2r.I 1 K.r.I . = r 2 r +x yönünde hareket eder. I. yargı doğrudur. L telinin oluşturduğu manyetik alan, B2 = K . II. ve III. yargılar yanlıştır. 2r.2I 3 3.K.r.I . = 2r 4 2r CEVAP A M telinin oluşturduğu O3 B39 manyetik alan; 2r.3I 1 3.K.r.I B3 = K . . = 2r 2 2r 2r M 3I Bu durumda B2 = B3 > B1 olur. CEVAP E ELEKTRİK VE MANYETİZMA 255 ➞ ➞ Y teli +x yönünde kaydırılırsa FYX değeri azalır. FZX sabit ➞ “MODEL SORU 6” DAK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. Z teline etkiyen bileşke kuvvetin yönü –x yönündedir. Tellerden aynı yönde K L akım geçerse birbirini 2i vet FK, FLM FMK ➞ IFKI = IFLKI + IFMKI CEVAP E 3i FKL K teline etkiyen kuv- III. yargı doğrudur. FML 3i geçerse birbirini iter. ➞ M FLK çeker. Zıt yönde akım ➞ kalır. Bu durumda FX kuvveti azalır. II. yargı doğrudur. 4. ➞ Y Z FXZ dengede olduğuna 2d göre, L teline etkiyen kuvvet FL; ➞ X teli de Z yi iter. Z FKM 2d X teli Z yi çeker, Y 4i , i 2i ➞ FYZ IFLI = IFKLI – IFMLI ➞ ➞ ➞ IFKLI = IFMLI ⇒ FL = 0 d1 M teline etkiyen kuvvet FM; ➞ ➞ IFMI = IFLMI + IFKMI ➞ ➞ ➞ ➞ 2K . IFMKI = IFKMI ➞ ➞ 4i.2i i.2i . , = 2K . ., d1 + d2 d2 IFKLI = IFMKI = IFLMI = IFKMI olduğundan, ➞ ➞ 4d 2 = d 1 + d 2 ➞ IFKI = IFMI > IFLI olur. 3d 2 = d 1 & CEVAP C 2. K L M d1 = 3 olur. d2 CEVAP C N 5. 2i i 3i 4i FNM d 3d fiekil-I fiekil-II ESEN YAYINLARI FLK I2=I O pusula B1=B F d sıfırdır. Bu ise tellerden aynı yönlerde eşit akım geçmesi ile olur. Tellerden aynı yönde akım geçtiğinden birbirlerini olduğuna göre, N telinden geçen 4i akımının M telinin bi- çekerler. rim uzunluğuna uyguladığı kuvvet, = 8Ki d I. ve III. yargılar doğrudur. II. yargı yanlıştır. 4i.3i 3d F NM = 2K . 2 CEVAP D 6. fi F cinsinden de¤eri, fi = –2 F olur. 3. X CEVAP A Y i FXY –x FZX Z FXZ FYZ 2d Y teline etkiyen toplam kuvvet sıfır olduğuna göre, I = 2i ve yönü diğer akımlarla aynıdır. I. yargı doğrudur. 256 ELEKTRİK VE MANYETİZMA I d X +x FYX B K d I 2i FZY d L Pusula sapmadığına göre üzerindeki net manyetik alan 2K.2i.i fi =F d fi B2=B I2=I uyguladığı kuvvet, F LK = K d F L telinden geçen i akımının K telinin birin boyuna (, = 1 br) fi d2 FXZ = FYZ ➞ L B M d I d Y L pusulası hiç sapmadığına göre, X ve Y tellerinden aynı yönde aynı akımlar geçmelidir. Bu durumda K ve M mıknatıs üzerindeki toplam manyetik alan sıfırdan farklı olduğuna göre dönerler. I. ve III. yargılar doğrudur. II. yargı yanlıştır. CEVAP E MANYETiZMA-MIKNATIS 1. TEST - 1 İN ÇÖZÜMÜ 1 ____ 2 ____ 3 ____ 1. satır N N S 2. satır S S N Bir mıknatıs parçalara ayrıldığında yine iki kutuplu mıknatıs elde edilir. 2 3 N S N olabilir. S olur. CEVAP D CEVAP D 2. X Y 1 N 5. 2 S N fiekil-I S Z K T L 3 S N L M fiekil-I N fiekil-II S fiekil-II L 4 S U N T fiekil-III İki cisim birbirini çekiyorsa, ikisi de mıknatıs olabilir ya da biri mıknatıs olabilir, diğeri olmayabilir. İki cisim birbirini itiyorsa, ikisi de kesinlikle mıknatıstır. Buna göre, L, M, T cisimleri kesinlikle mıknatıstır. fiekil-III 1 ____ 2 ____ 3 ____ 4 ____ S S N S CEVAP E olur. CEVAP A 6. yörünge X 3. Y 1 ip 2 ip N S S 3 d1 fi d2 V N N 4 S demir bilye Demir bilye X, Y mıknatısları arasından sapmadan geçti- i ğine göre; K 2 ____ 3 ____ Şekilde görüldüğü gibi, I. ve II. yargılar doğrudur. III. yar- N N gı yanlıştır. S S N S S N olabilir. CEVAP C 4. X Y 1 2 I. yargı doğrudur. d1 = d2 dir. II. yargı doğrudur. 2 kutbu S, 3 kutbu N ve d2 > d1 ise demir bilye 2 numara- 3 lı kutup yönünde eğrisel bir yörünge izler. Z III. yargı yanlıştır. CEVAP B ELEKTRİK VE MANYETİZMA 257 7. 10. X anahtarı kapatıldığında elektromıknatıs üzerinden akım geçer ve bir manyetik F L mıknatısı serbest bırakıldığında ok yönünde harekete –y G N başladığına göre, 2 ve 3 numaralı kutuplar zıt işaretlidir. III. yargı kesinlikle doğrudur. X 1 ve 2, 1 ve 3 numaralı kutuplar aynı işaretli ya da zıt I Eğer F > G ise mıknatıs +y + – yönünde hareket eder. olabilir. I tıs hareket etmez. I. ve II. yargılar için kesin birşey söylenemez. S CEVAP C I. yargı kesinlikle doğrudur. II. yargı yanlıştır. III. yargı için kesin birşey söylenemez. CEVAP A Mıknatısların ağırlığına G diyelim. ip T1 T1 = GX + GY = G + G = 2G olur. N T1 değişmez. X T2 = GY – F = G – F bağıntısına göre, S F arttığından T2 azalır. T2 G F F N Y S G CEVAP B 9. K L 1 2 M 3 4 yatay düzlem 1 ____ 2 ____ 3 ____ 4 ____ 1. satır N S N S 2. satır S N S N 3. satır N N S S 4. satır S S N N olabilir. CEVAP A 258 ELEKTRİK VE MANYETİZMA ESEN YAYINLARI 8. M 3 yatay düzlem B mıknatısı iter ve ipteki geril- F = G veya F < G ise mıkna- 2 N ile me kuvveti azalır. d L 1 S alan silindirin içinde +y Dolayısı 2d K +y K alan oluşur. Bu manyetik yönündedir. ip T MANYETiZMA-MIKNATIS 1. TEST - 2 NİN ÇÖZÜMÜ Sistemdengedeolduğunagöre,Xmıknatısı 4. T1 için, I. Manyetik alan çizgileri birbirini kesmezler. II. Manyetik alan çizgilerinin yönü, mıknatısların N kut- N bundan S kutbuna doğrudur. T1 = G + F X III. Manyetik alan çizgileri, mıknatısların kutup yüzeyle- Y mıknatısı için, S F = G + T2 rinden dik olarak çıkarlar, kutup yüzeylerine dik ola- F G rak ulaşırlar. F olur. Bu durumda T1 > F > T2 olarak bulu- S nur. İfadelerin üçü de doğrudur. CEVAP E Y N T2 G yatay düzlem CEVAP C 2. 5. L X P M X F N A Y Aynı kutuplar birbirini iter. Zıt kutuplar çeker. Bu durumda, K ile L zıt kutup, M ile P aynı kutuptur. I. durum: K : N ise L : S Y ip S m d Z ESEN YAYINLARI K S yatay düzlem F N 2m B d Mıknatıslar her zaman birbirlerine eşit ve zıt yönde kuvvet uygularlar. I. nicelik doğrudur. Mıknatıslara uygulanan kuvvetlerin büyüklükleri eşit olduğundan, ➞ ➞ IFXI = IFYI = F olsun. M : N ise R : N olur. F m F aY = 2m aX = II. durum: K : S ise L : N M : S ise P : S olur. CEVAP C 3. olduğundan aX > aY olur. II. nicelik yanlıştır. Mıknatısların aldıkları yollar eşit olduğundan, tavan 1 2 .a.t eflitli¤inden, 2 1 1 2 2 d = . aX . tX = . aY . tY 2 2 a X > a Y oldu¤undan t X < t Y olur. d= K L M S – + – + III. nicelik yanlıştır. CEVAP A S anahtarı açılırsa K elektromıknatısının etkisi ortadan kalkar. M mıknatısının kutupların bağlı olarak L elektromıknatısını iter veya çeker. M hareket eder. II. yargı doğrudur. I. ve III. yargılar yanlıştır. CEVAP B ELEKTRİK VE MANYETİZMA 259 6. 8. F Y N –x • L S F X VX S N VY F X Y N S N F S G d i + sürgü – G yatay düzlem ∑ Eğik düzlem üzerinde X in ivmesi Y nin ivmesinden ∂ Reostanın sürgüsü ❶ yönünde çekilirse direnç artar. Bu du- daha büyüktür. Dolayısı ile eğik düzlemde d artar. Yatay rumda devreden geçen i akımı azalır. Bobinin oluşturduğu düzlemde X ve Y nin ivmeleri aX ve aY aynı olur. Yatay manyetik alan azalır. Reostanın sürgüsü ❷ yönünde çekil- düzlemde X in aldığı yol; diğinde direnç azalır. Akım artar dolayısı ile manyetik alan xX = VX.t + 1 .aX.t2 2 artar. K noktasında manyetik alanın yönü –x yönündedir. II. yargı doğrudur. I. ve III. yargılar yanlıştır. Y nin aldığı yol; CEVAP B xY = VY.t – 1 .aY.t2 2 9. NK aX = aY olduğundan, mıknatıslar arasındaki uzaklık sabit NL d kalır. d N S X N S Y N S Z yatay CEVAP B GX GY ESEN YAYINLARI K 7. , yatay , T1 Y mıknatısını serbest bıraktığımızda hareket etmez ve mıknatısını serbest bırakırsak Y mıknatısına yapışır. NK azalır, NL artar. Z çıkarırsak NK artar, NL azalır. d CEVAP A yatay , T1 F T2 N N S S T2 G d G S N . fiekil-I L I. yargı doğrudur. II. ve III. yargılar yanlıştır. , ip GZ yatay düzlem çubuğa uygulanan tepki kuvvetleri NK ve NL değişmez. X N2 N1 ip +x • K 10. tavan ip T l d F • O 1 2 yatay X F 3 N F l d 4 G S . fiekil-II Y Z Mıknatısın ağırlığı G mıknatıslar arasındaki kuvvet F ise, Şekil-I dengede olduğuna göre, • T1 = G – F N1 = 2T1 = 2(G – F) olur. Şekil-II dengede olduğuna göre, T2 ip gerilmesi, T2 = G + F Buna göre, T2 > T1 olur. N1 ≠ N2 ve N1 ≠ 2T2 olur. 260 ELEKTRİK VE MANYETİZMA 2 _____ 3 _____ 4 _____ 1. durum N S S S 2. durum S N N N olabilir. CEVAP A yatay düzlem X mıknatısının yatay konumda dengede kalabilmesi için 3 kutbu 1 kutubunu çekmeli, 4 kutbu 2 kutbunu itmelidir. Buna göre, 1 _____ N2 = 2T2 = 2(G + F) olur. • CEVAP D