Boyutları aynı ve -q elektrik yüküne sahip K, L, M iletken küreleri şekildeki gibi yalıtkan zemin üzerine yerleştiriliyor. Daha sonra iletken tel üzerindeki S anahtarı kapatılarak, etki ile oluşan yük geçişi tamamlanana kadar bekletiliyor.
Buna göre, son durumda K, L, M kürelerinin yük miktarları q_{K}, q_{L}, q_{M} arasındaki ilişki nedir?
A) q_{M} > q_{L} > q_{K}
B) q_{K} > q_{L} = q_{M}
C) q_{M} > q_{K} = q_{L}
D) q_{K} > q_{L} > q_{M}
E) q_{M} > q_{K} > q_{L}
Elektrostatik Etki ile Elektriklenme ve Yük Dağılımı
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: İletken cisimler birbirine bağlandığında toplam yük korunur; aynı cins elektrik yükleri birbirini iterken zıt cins yükler çeker. Yalıtılmış bir iletkenin dış bir etkiyle yük transferi yapabileceği bir temas yolu yoksa net yükü değişmez.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — K Küresinin Durumunun İncelenmesi
K, L ve M kürelerinin başlangıçtaki yükleri -q kadardır. S anahtarı kapatıldığında iletken tel yalnızca L ve M küreleri arasındadır; K küresinin başka bir iletkenle bağlantısı yoktur. Dolayısıyla K küresi yük kaybetmez veya kazanmaz:
q_K = q
Adım 2 — L ve M Arasındaki Yük Hareketi (Etki ile Elektriklenme)
- L ve M birbirine bağlandığında toplam yükleri (-q) + (-q) = -2q olan tek bir iletken sistem oluşturur.
- Sol tarafta duran K küresi negatif (-q) yüklü olduğundan, L ve M sistemi üzerindeki serbest elektronları (eksi yükleri) iter.
- L küresi K’ye daha yakın olduğu için, L’deki elektronlar elektriksel itme kuvvetinin etkisiyle iletken tel üzerinden K’den en uzak nokta olan M küresine doğru itilir.
Adım 3 — Son Yük Miktarlarının Karşılaştırılması
- M küresine elektron geçtiği için M’nin eksi yük miktarı artar: q_M > q
- L küresi elektron kaybettiği için L’nin eksi yük miktarı azalır: q_L < q
- K küresinin yükü başlangıçtaki değerini korur: q_K = q
Bu durumda kürelerin son yük miktarları arasındaki büyüklük ilişkisi:
q_M > q_K > q_L
CEVAP: E) q_M > q_K > q_L
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Fizik sorularında “yük miktarı” ifadesi skaler büyüklüğü (yükün mutlak değerini) temsil eder. Etki ile elektriklenmede aynı işaretli yükler birbirini daima en uzak noktaya ittiğinden, dış etkiye yakın olan kürenin yük yoğunluğu azalırken en uzaktaki kürenin yük yoğunluğu artar.