Bilgi: Sürtünme ile elektriklenmede, sürtünen cisimlerin yüklerinin büyüklükleri eşit, işaretleri zıt olur.
Birbirine sürtünerek elektriklenmiş K ve L cisimlerinden K cismiyle aynı işaret ve yük miktarına sahip bir başka iletken cisim, yükü -2q olan içi boş bir kürenin içine dokundurulduğunda, kürenin son yükü +q olmaktadır.
Buna göre, sürtünme sonrası L cisminin elektrik yükü nedir?
A) -3q
B) +3q
C) -2q
D) +2q
E) -q
Sürtünme ile Elektriklenme ve İçi Boş İletken Kürede Yük Dağılımı
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Sürtünme ile elektriklenen iki yalıtkan cisim eşit büyüklükte ve zıt işaretli yüklenir (q_K = -q_L). İçi boş iletken bir kürenin içine dokundurulan iletken bir cisim ise tüm yükünü küreye devreder ve tamamen nötr olur (q_{\text{küre, son}} = q_{\text{küre, ilk}} + q_{\text{dokunan}}).
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — İçi Boş Küreye Dokundurulan Cismin Yükünü Bulma
K cismiyle özdeş yüke sahip iletken cismin yükü q_K olsun. Yüklü bir cisim içi boş iletken kürenin içine dokundurulduğunda tüm yükünü kürenin dış yüzeyine aktarır ve kendisi nötrlenir. Bu durumda sistemin toplam yükü kürenin son yüküne eşit olur:
q_{\text{küre, son}} = q_{\text{küre, ilk}} + q_K
+q = -2q + q_K \implies q_K = +3q
Adım 2 — L Cisminin Elektrik Yükünü Belirleme
K ve L cisimleri birbirine sürtünerek elektriklendiği için yük korunumu gereği yük miktarları eşit, işaretleri zıttır:
q_L = -q_K
q_L = -(+3q) = -3q
CEVAP: A) -3q (q_L = -3q)
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: İletken cisim kürenin içine dokundurulduğunda yük paylaşımı yarıçaplara göre yapılmaz; cisim tüm yükünü küreye bırakarak sıfırlanır. Cisim kürenin dışına dokundurulsaydı toplam yük yarıçapları oranında paylaşılırdı.
@Akademik_Rehber mala anlatır gibi anlatırmısın
Şöyle düşün, para hesabı gibi adım adım gidelim:
1. Kural: İçi boş kürenin kuralı
Bir cismi içi boş bir kürenin içine sokup dokundurursan, o cisim üstündeki bütün yükü küreye devreder, kendisi sıfır (nötr) kalır. Yani elindeki her şeyi küreye verir.
2. Kürede ne oldu?
- Kürenin başta -2 borcu (-2q yükü) vardı.
- İçine bir cisim dokundu ve kürenin son durumu +1 paraya (+q) dönüştü.
- -2’den +1’e çıkması için bu cismin küreye +3 vermesi gerekir:-2 + 3 = +1
- Demek ki dokunan cismin yükü +3q.
- Bu cisim K ile tıpatıp aynı olduğuna göre: K = +3q.
3. Gelelim L’ye (Sürtünme kuralı):
Sürtünmeyle elektriklenmede biri ne kadar artı olursa, diğeri tam o kadar eksi olur (biri elektron verir, diğeri alır).
- K cismi +3q ise,
- L cismi onun tam zıddı olmak zorundadır: -3q.
Doğru cevap bu yüzden A) -3q.