Bir laboratuvar deneyinde, çok güçlü bir NdFeB mıknatıs, dikey olarak sabitlenmiş uzun bir bakır borunun içinden serbest bırakılıyor. Mıknatıs boru içinde ilerlerken bir süre sonra limit hıza ulaşıyor. Hava sürtünmesi ihmal edildiğine göre, mıknatısın limit hıza ulaştığı andaki hareketiyle ilgili yapılan analizlerden hangisi yanlıştır?
Şıklar
Mıknatısın ağırlığı, bakır boruda oluşan girdap (eddy) akımlarının mıknatısa uyguladığı manyetik kuvvete eşittir.
Bakır borunun elektriksel direnci daha düşük olsaydı, mıknatısın ulaşacağı limit hız daha küçük olurdu.
Limit hızda hareket ederken, birim zamanda kaybedilen potansiyel enerji, boruda birim zamanda açığa çıkan ısı enerjisine eşittir.
Mıknatısın kutupları ters çevrilerek atılsaydı, Lenz Yasası gereği mıknatıs aşağı yönde hızlanarak borudan daha çabuk çıkardı.
Mıknatısın limit hızı, manyetik alan şiddetinin karesiyle ters orantılıdır.
Çözüm Açıklaması
Lenz Yasası'na göre indüksiyon akımları, kendisini oluşturan nedene (mıknatısın hareketine) her zaman karşı koyacak yönde bir manyetik alan oluşturur. Mıknatıs hangi kutbu önde olacak şekilde atılırsa atılsın, yaklaşan kutbu itecek, uzaklaşan kutbu çekecek şekilde bir kuvvet oluşur. Bu nedenle mıknatısın kutuplarının yer değiştirmesi, engelleyici kuvvetin yönünü değiştirmez; her iki durumda da mıknatıs yavaşlatılır. Diğer şıklar doğrudur: Limit hızda olur, direnç azalırsa akım ve dolayısıyla kuvvet artar (hız azalır), enerji korunumu gereği olur.
Video Çözüm
AI ile video çözüm oluştur
İnteraktif Çözüm
Adım adım, sesli ve animasyonlu çözüm. Quiz ile kendini test et!