Bir öğretmen, elektriksel açıdan nötr cisimlerin farklı
yollarla elektriksel olarak yüklü hâle getirilebileceğini
belirttikten sonra, öğrencilerinden bu durumla ilgili
örnekler vermelerini istemiştir.
Bu bağlamda bazı öğrenciler aşağıdaki örnekleri veriyor.
Buse: Yalitkan sapları olan nötr bir gümüş küreyle pozitif
yüklü bakır bir küreyi birbirine dokundurma
Elif: Nötr bir cam çubuğu, nötr bir ipek kumaşa sürtme
Duygu: Yalıtkan zemin üzerindeki içi boş nötr küresel
bir demir kürenin içine, negatif yüklü alüminyum küreyi
temas ettirmeksizin yaklaştırma
Bu öğrencilerden hangilerinin örneklerindeki nötr
cisimler elektrikle yüklenebilir?
A) Yalnız Buse
C) Yalnız Duygu
B) Yalnız Elif
D) Buse ve Elif
E)Buse ve Duvgu
Nötr Cisimlerin Elektrikle Yüklenmesi ile İlgili Öğrenci Örneklerinin Analizi
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Buse’nin Örneğinin İncelenmesi (Dokunma ile Elektriklenme)
- Buse: Nötr iletken gümüş küre ile pozitif (+) yüklü iletken bakır küre birbirine dokundurulmaktadır.
- İletken cisimler birbirine dokundurulduğunda toplam net yük kapasitelerine (yarıçaplarına) göre paylaşılır. Toplam yük pozitif olduğu için başlangıçta nötr olan gümüş küre de pozitif (+) elektrik yükü kazanır ve net olarak yüklenmiş olur. Bu ifade doğrudur.
Adım 2 — Elif’in Örneğinin İncelenmesi (Sürtünme ile Elektriklenme)
- Elif: Nötr cam çubuk ile nötr ipek kumaş birbirine sürtülmektedir.
- Sürtünme ile elektriklenmede cisimler arasında elektron geçişi gerçekleşir. Cam çubuk elektron vererek pozitif (+), ipek kumaş ise elektron alarak negatif (-) yüklenir. Sonuç olarak her iki nötr cisim de elektrikle yüklenmiş olur. Bu ifade doğrudur.
Adım 3 — Duygu’nun Örneğinin İncelenmesi (Etki ile Kutuplanma)
- Duygu: İçi boş nötr demir kürenin içine negatif (-) yüklü küre temas ettirilmeksizin yaklaştırılmaktadır.
- Etki ile elektriklenmede yalnızca yük kutuplanması (ayrışması) meydana gelir; iç yüzey pozitif (+), dış yüzey negatif (-) yüklerle kutuplanır. Cisim herhangi bir yük alışverişinde bulunmadığı veya ayrılan bir parça/topraklama olmadığı için sistemin toplam net yükü hâlâ sıfırdır (q_{\text{net}} = 0). Yani cisim net bir yük kazanamaz. Bu ifade yanlıştır.
Adım 4 — Seçenek Karşılaştırması
A. Yalnız Buse — Elif’in örneğinde de yüklenme gerçekleştiği için eksiktir.- B. Yalnız Elif — Buse’nin örneğinde de yüklenme gerçekleştiği için eksiktir.
- C. Yalnız Duygu — Duygu’nun örneğinde cisim nötr kalmaya devam eder, yanlıştır.
D. Buse ve Elif — Her iki öğrencinin örneğinde de başlangıçta nötr olan cisimler net elektrik yükü kazanır.- E. Buse ve Duygu — Duygu’nun örneği net yük kazandırmadığı için yanlıştır.
Adım 5 — Son Doğrulama
- Dokunma ve sürtünme ile elektriklenmede cisimler net bir elektrik yükü kazanırken; etki ile elektriklenmede topraklama veya iletkenlerin birbirinden ayrılması gibi ek bir işlem yapılmadığı sürece cismin toplam net yükü korunur ve sıfır kalır. Bu nedenle yalnızca Buse ve Elif’in örneklerindeki nötr cisimler yüklenebilir.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: D) Buse ve Elif
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Elektriklenme çeşitleri (sürtünme, dokunma ve etki ile elektriklenme) konusunu pekiştirmek için içi boş iletken kürelerle ilgili benzer bir ÖSYM tarzı soru çözmemi ister misin?