Cevap: Bu soruda, sürtünme ile elektriklenme olayından bahsedilmektedir. Aşağıdaki açıklamalarla sorunu çözebiliriz:
Sürtünme ile Elektriklenme Nedir?
Sürtünme ile elektriklenme, iki farklı maddenin birbirine sürtülmesi sonucu birinden diğerine elektron aktarılmasıdır. Elektron kaybeden cisim pozitif yüklenir, elektron kazanan cisim ise negatif yüklenir.
Burada:
- A Çubuğu (nötr) ve B Kumaşı (nötr) birbirine sürtülmektedir.
- Farklı malzemeler farklı şekilde yük alışverişinde bulunurlar.
Şıklardaki Çözüm
Şıklarda verilen malzemelere dikkat edilecek olursa:
- Ebonit Çubuk ve Yün Kumaş: Ebonit çubuk elektron almaya yatkındır (negatif yüklenir). Yün kumaş ise elektron kaybederek pozitif yüklenir.
- Cam Çubuk ve İpek Kumaş: Cam çubuk elektron kaybedip pozitif yüklenir, ipek kumaş elektron aldığı için negatif yüklenir.
A ve D şıkları uyuşan seçeneklerdir:
-
A Şıkkı: “A çubuğu ebonit çubuk, B kumaşı yün kumaş ise işlem sonunda A çubuğunda negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur.”
- Ebonit çubuk negatif yüklenir, yün kumaş pozitif yüklenir.
- Bu doğru olabilir.
-
D Şıkkı: “B kumaşı yün kumaş, A çubuğu ebonit çubuk ise işlem sonunda iki cismin de negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur.”
- İki cisimde böyle bir durum gözlenmez çünkü yük daima birinden diğerine aktarılır.
Cevap: A Şıkkı Doğrudur.
- A çubuğu ebonit çubuk olduğu için negatif yüklenir.
- B kumaşı yün kumaş olduğu için pozitif yüklenir.
Konu Özeti Tablosu
| Malzemeler | Sonuç |
|---|---|
| Ebonit Çubuk + Yün Kumaş | Ebonit çubuk negatif, yün kumaş pozitif yüklenir. |
| Cam Çubuk + İpek Kumaş | Cam çubuk pozitif, ipek kumaş negatif yüklenir. |
Eğer başka sorularınız varsa bana yazabilirsiniz! 
@Ali_Sari1
Bu işlem sonucunda olabilecek durumlarla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
Cevap:
Table of Contents
- Triboelectric Serisi ve Temel İlkeler
- Seçeneklerin Analizi
- Sonuç / Doğru Seçenek
- Özet Tablo
- Kısa Özet
1. Triboelectric Serisi ve Temel İlkeler
Triboelectric (sürtünme ile elektriklenme) serisi, farklı maddelerin birbirleriyle sürtünmeleri sonucu hangi maddenin daha fazla elektron kazanıp hangisinin elektron kaybedeceğini belirleyen bir listedir. Örneğin:
- Cam, sürtündüğü ipek kumaşa göre elektron verme (pozitif yüklenme) eğilimindedir.
- Ebonit (plastik türevi bir madde), sürtündüğü yün veya kürk gibi maddelerden elektron alarak genellikle negatif yükle beslenir.
Temel olarak:
• Cam + ipek → Cam (+), İpek (–)
• Ebonit (veya plastik) + yün → Ebonit (–), Yün (+)
2. Seçeneklerin Analizi
A Seçeneği
“A çubuğu ebonit çubuk, B kumaşı yün kumaş ise işlem sonunda A çubuğunda negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur.”
• Ebonit çubuk ve yün kumaş sürtünürse: Ebonit eksi yük, yün artı yük kazanır.
• Bu da “A çubuğu negatif yüklenir” ifadesiyle uyumludur.
Bu ifade doğru bir fiziksel sonuçtur.
B Seçeneği
“B kumaşı ipek kumaş, A çubuğu cam çubuk ise işlem sonunda B kumaşındaki pozitif yük sayısı negatif yük sayısından fazla olur.”
• Cam ile ipek sürtündüğünde cam (+), ipek (–) yüklenir.
• Seçenek “ipek kumaş pozitif yüklenir” diyor ki bu yanlıştır. İpek genelde negatif yüklenir.
C Seçeneği
“A çubuğu cam çubuk, B kumaşı ipek kumaş ise işlem sonunda iki cismin de pozitif yük sayısı negatif yük sayısından fazla olur.”
• Cam (+) olurken ipek (–) olur, dolayısıyla “ikisinin de pozitif” yüklenmesi mümkün değildir.
D Seçeneği
“B kumaşı yün kumaş, A çubuğu ebonit çubuk ise işlem sonunda iki cismin de negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur.”
• Ebonit negatif yüklenir, yün ise pozitif yüklenir. İkisinin de negatif olması yanlıştır.
3. Sonuç / Doğru Seçenek
Yukarıdaki analizden görüldüğü gibi, doğru yanıt A seçeneğidir.
4. Özet Tablo
| Sürtünen Maddeler | Sonuç | Değerlendirme |
|---|---|---|
| A) Ebonit (çubuk) + Yün (kumaş) | Ebonit (–), Yün (+) | Doğru |
| B) Cam (çubuk) + İpek (kumaş) (iddiası: Kumaş +) | Gerçekte Cam (+), İpek (–) olduğu için verilen ifade yanlış | Yanlış |
| C) Cam (çubuk) + İpek (kumaş) (Her ikisi +) | Biri (+), diğeri (–); ikisi birden pozitif olmaz | Yanlış |
| D) Ebonit (çubuk) + Yün (kumaş) (Her ikisi –) | Ebonit (–), Yün (+); her ikisi negatif olamaz | Yanlış |
5. Kısa Özet
Sürtünme ile elektriklenmede, triboelectric serisine göre hangi maddenin elektron kazandığı veya kaybettiği belirlenir. Ebonit-yün sürtünmesi sonucunda ebonit negatif, yün pozitif yüklenir. Bu da A seçeneğine karşılık gelir ve sorunun doğru cevabıdır.
Bu işlem sonucunda olabilecek durumlarla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
Cevap:
İçindekiler
- Triboelektrik Seri ve Sürtünme Yoluyla Yüklenme
- Seçeneklerin Analizi
- Cam Çubuk ve İpek Kumaş Örneği
- Ebonit (Sert Kauçuk) ve Yün Kumaş Örneği
- Yanlış Seçeneklerin Açıklaması
- Konuyla İlgili Örnek Tablo
- Adım Adım Çözüm
- Ek Bilgiler: Elektron Alışverişi ve Yük Korunumu
- Özet ve Sonuç
1. Triboelektrik Seri ve Sürtünme Yoluyla Yüklenme
Fizikte bir maddenin diğerine sürtülerek elektrik yükü kazanması, triboelektrik etki olarak adlandırılır. İki nötr nesne birbiriyle sürtüştürüldüğünde, elektronların madde yüzeylerinden birinden diğerine aktarılmasıyla statik elektrik yükü ortaya çıkar. Bu yük transferi hangi maddenin elektron vermeye, hangisinin elektron almaya daha yatkın olduğuna göre belirlenir. Bu eğilimler triboelektrik seri olarak bilinen bir listede sınıflandırılır.
Örneğin:
- Cam gibi bazı malzemeler elektronlarını daha kolay bırakır, bu nedenle sürtünme sonrası genellikle pozitif yükle yüklenir (elektron kaybeder).
- Ebonit (sert kauçuk) gibi bazı malzemeler ise elektron almaya daha yatkındır ve sürtünme sonrası negatif yükle yüklenme eğilimindedir.
Burada unutulmaması gereken en önemli nokta, cisimlerin başlangıçta nötr olmasıdır. Nötr olmak, pozitif ve negatif yük sayılarının eşit olması demektir. Sürtünme işlemiyle elektronlar bir cisimden diğerine geçer, böylece birinde elektron fazlası (negatif yük), diğerinde ise elektron eksikliği (pozitif yük) meydana gelir.
2. Seçeneklerin Analizi
Soru kökünde bize verilen dört adet senaryo vardır. Her senaryoda farklı malzeme çiftlerinin sürtünmesi neticesinde hangi cisimde pozitif ve hangisinde negatif yük fazlası oluştuğuna dair açıklamalar yer alır. Öncelikle kısaca triboelektrik seride ebonit, yün, cam ve ipek kumaşın genel eğilimlerini özetleyelim:
- Cam: Sürtünme sonrası genellikle elektron kaybederek pozitif yüklenir.
- İpek kumaş: Camla sürtündüğünde genellikle negatif yük kazanır.
- Ebonit (sert kauçuk): Elektron alma eğilimi yüksektir, sürtünmeden sonra negatif yükle yüklenir.
- Yün kumaş: Ebonit ile sürtündüğünde genellikle pozitif yük kazanır (ebonite elektron verir ya da alır; bu durumda ebonit elektron alacağı için negatif olacaktır, yün ise elektron kaybettiği için pozitif olacaktır).
Şimdi her seçeneği bu bilgiler ışığında değerlendirelim.
3. Cam Çubuk ve İpek Kumaş Örneği
Cam ve ipek en sık verilen örneklerdendir:
- Cam çubuk sürtünme sonucunda elektron kaybederek pozitif yüklenir.
- İpek kumaş ise elektron aldığı için negatif yükle yüklenir.
Dolayısıyla cam-ipek sürtünmesi sonucunda “Cam çubuk pozitiftir, ipek kumaş negatiftir” ifadesi genellikle doğrudur.
4. Ebonit (Sert Kauçuk) ve Yün Kumaş Örneği
Benzer şekilde ebonit ve yün kumaş sürtünmesi de klasik bir deneysel örnektir:
- Ebonit çubuk genellikle elektron kazandığı için negatif yükle yüklenir.
- Yün kumaş elektronları ebonite bıraktığı için pozitif yükte kalır.
Demek ki son durumda, ebonit negatif, yün ise pozitif olur.
5. Yanlış Seçeneklerin Açıklaması
-
(B) B kumaşı ipek, A çubuğu cam çubuk:
Burada “B kumaşındaki (ipek) pozitif yük sayısı negatif yük sayısından fazla olur” deniliyor. Ancak camla ipek sürtünmesinde ipek negatif, cam pozitif yük kazanır. Bu sebeple ipeğin pozitif değil negatif olması beklenir. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır. -
(C) A çubuğu cam, B kumaşı ipek kumaş:
“İki cismin de pozitif yük sayısı negatif yük sayısından fazla olur” ifadesi veriyor. Yukarıda belirttiğimiz üzere cam pozitife, ipek ise negatife yükleneceğinden iki cismin de pozitif olması imkânsız. Bu nedenle bu da yanlıştır. -
(D) B kumaşı yün, A çubuğu ebonit:
“İki cismin de negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur” ifadesi geçiyor. Oysa ebonit negatif, yün ise pozitiftir. Yani ikisi de aynı yükle (bu durumda her ikisi de negatif) yüklenmezler. Dolayısıyla bu ifade de yanlıştır.
6. Konuyla İlgili Örnek Tablo
Aşağıdaki tabloda cam, ebonit, yün ve ipeğin birbiriyle sürtünmesi durumunda hangi cismin pozitif, hangisinin negatif yük kazandığı özetlenmiştir:
| Malzeme 1 | Malzeme 2 | Sürtünme Sonucu Malzeme 1 | Sürtünme Sonucu Malzeme 2 |
|---|---|---|---|
| Cam çubuk | İpek kumaş | (+) Pozitif yüklü | (–) Negatif yüklü |
| Ebonit çubuk | Yün kumaş | (–) Negatif yüklü | (+) Pozitif yüklü |
| Cam çubuk | Yün kumaş | (+) Pozitif yüklü | (–) Negatif yüklü (daha az tipik, ama mümkündür) |
| Ebonit çubuk | İpek kumaş | (–) Negatif yüklü | (+) Pozitif yüklü (daha az tipik) |
Bu tablo, sık kullanılan malzeme çiftlerini ve genellikle hangi yük dağılımının oluşacağını göstermektedir. Çoğu durumda triboelektrik serideki sıralamaya göre sonuçlar elde edilir. Ancak, yüzey koşulları, nem, sıcaklık gibi dış etkenler de gerçekte küçük farklılıklar yaratabilir.
7. Adım Adım Çözüm
-
Başlangıç Durumu:
- A çubuğu nötr (pozitif ve negatif yük sayıları eşit).
- B kumaşı nötr (pozitif ve negatif yük sayıları eşit).
-
Sürtünmenin Başlaması:
- Bir çubuğun elektron tutma eğilimi, diğerine göre daha fazladır. Örneğin ebonit, elektronları daha güçlü tutar veya yakalar.
- Malzemelerin iç yapılarına bağlı olarak elektronları çubuğa (A) veya kumaşa (B) aktarırlar.
-
Yük Geçişi:
- Elektronlar, triboelektrik seride “daha çok elektron alma eğiliminde” olana doğru akar.
- Bu sırada bir cisimde elektron fazlalığı (net negatif yük), diğerinde elektron eksikliği (net pozitif yük) oluşur.
-
Son Durum ve Seçenek Karşılaştırması:
- (A) “A çubuğu ebonit, B kumaşı yün ise, işlem sonunda A çubuğunda negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur.”
- Bu, bizim triboelektrik seri bilgisinde bildiğimiz ebonit-yün çiftiyle uyumludur: ebonit (A çubuğu) negatif, yün (B kumaşı) pozitif olur. Yani (A) doğru cevaptır.
-
Sonuç:
- Diğer üç seçenek (B, C ve D) triboelektrik seride beklenmeyen veya yanlış yüklenme durumlarından söz etmektedir. Bu yüzden geçersizdir.
8. Ek Bilgiler: Elektron Alışverişi ve Yük Korunumu
Fizikte yük korunumu esası vardır: Toplam yük yoktan var olmaz, yok olmaz. Bir cisim elektron kazanıyorsa diğeri o kadar elektron kaybeder. Bu tür sürtünme deneyleri, yükün yeniden dağıtılmasına tipik bir örnektir. Başlangıçta iki cisim de nötrdür (toplam yük sıfır). Sürtünme sonrası biri +q kadar yüklenirse diğeri –q kadar yüklenir.
Bazen öğrenciler şu soruyu sorabilir:
- “Neden her ikisi de aynı yükle yüklenmiyor?”
Çünkü triboelektrik seri, malzemelerin elektron ilgisi (elektronegatiflik) ya da elektron bırakma (elektro-pozitiflik) eğilimlerine göre sıralanır. Sürtünme sırasında mikro düzeyde yüzeye temas eden elektronlar bir malzemeden diğerine geçerek net yük farkı oluşturur. Her iki cismin de aynı işaretle yüklenmesi için özel koşullar gerekir; oysa klasik cam-ipek veya ebonit-yün örneklerinde her zaman zıt yük paylaşımı olur.
9. Özet ve Sonuç
- Doğru Seçenek: A şıkkı, “A çubuğu ebonit (sert kauçuk), B kumaşı yün kumaş ise işlem sonunda A çubuğunda negatif yük sayısı pozitif yük sayısından fazla olur.”
- Nedeni: Ebonit-yün sürtünmesi sıklıkla laboratuvarlarda incelenen klasik örnektir. Ebonit, elektronları yünden alarak negatif yüklenir; yün kumaş ise elektronlarını kaybederek pozitif yükle kalır.
Bu örnek, triboelektrik seride ebonit ve yünün konumlarıyla uyumludur. Dolayısıyla A şıkkı doğru; diğer seçenekler ise triboelektrik serideki sıralamanın tersini veya tutarsız durumları öne sürdükleri için yanlıştır.
Konu Özeti (Kısa)
- Triboelektrik seriye göre her maddenin elektron tutma ya da verme eğilimi farklıdır.
- Ebonit (A) ve yün (B) sürtündüğünde ebonit negatif, yün pozitif yüklenir.
- Cam ve ipek sürtündüğünde ise cam pozitif, ipek negatif yüklenir.
- Soru seçeneklerindeki ifadelerden sadece A şıkkı ebonit–yün sürtünmesi sonucunu doğru şekilde anlatmaktadır.
Kaynaklar (Örnek):
- Halliday, Resnick ve Walker. “Fundamentals of Physics.”
- Serway, R. A. ve Jewett, J. W. “Physics for Scientists and Engineers.”
- Triboelectric Series and Applications, Journal of Electrostatics.