Düzgün bir elektrik alan içerisinde, sürtünmesiz bir yüzeyde, şekildeki konumlarında tutulmakta olan noktasal K, L, M cisimlerinin yük miktarları sırasıyla +q , nötr, -q dur.
Buna göre, K, L ve M cisimlerinden hangileri serbest bırakıldığında elektrik alan yönünde hareket etmeye başlar?
A) Yalnız K
B) Yalnız M
C) K ve L
Düzgün Elektrik Alanında Yüklü Parçacıklara Etki Eden Elektriksel Kuvvet
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Düzgün bir elektrik alan (\vec{E}) içerisinde bulunan q yüklü noktasal bir cisme etki eden elektriksel kuvvet vektörel olarak \vec{F} = q \cdot \vec{E} bağıntısıyla ifade edilir. Pozitif yüklü cisimlere elektrik alanla aynı yönde, negatif yüklü cisimlere ise elektrik alana zıt yönde kuvvet etki eder; nötr cisimlere elektriksel kuvvet etki etmez.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — K Cismine (+q) Etki Eden Kuvvetin Yönü
Cismin yükü pozitif (+q) olduğu için üzerine etki eden elektriksel kuvvet elektrik alan vektörü ile aynı doğrultu ve yöndedir. Sürtünmesiz ortamda ilk hızı sıfır olan K cismi, elektrik alan yönünde ivmelenerek bu yönde harekete başlar:
\vec{F}_K = (+q) \cdot \vec{E} \implies \vec{F}_K \text{ ile } \vec{E} \text{ aynı yönlüdür.}
Adım 2 — L Cismine (Nötr) Etki Eden Kuvvetin İncelenmesi
L cismi nötr (q = 0) olduğundan dolayı elektriksel alan tarafından cisme net bir kuvvet uygulanmaz:
\vec{F}_L = 0 \cdot \vec{E} = 0
Net kuvvet sıfır olduğu için serbest bırakılan L cismi hareketsiz kalır.
Adım 3 — M Cismine (-q) Etki Eden Kuvvetin Yönü
Cismin yükü negatif (-q) olduğu için üzerine etki eden kuvvet elektrik alana zıt yöndedir:
\vec{F}_M = (-q) \cdot \vec{E} = -q\vec{E}
Dolayısıyla M cismi elektrik alana ters yönde harekete başlar.
CEVAP: A) Yalnız K
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Elektriksel kuvvet bağıntısında (F = qE), yükün işareti kuvvetin alanla aynı mı yoksa zıt mı yönde olacağını belirler. Pozitif yükler daima elektrik alan çizgileri yönünde hızlanma eğilimindedir.