Nötr K ve L iletken küreleri birbirine dokunmakta iken yüklü M cismi şekildeki gibi bunlara yaklaştırılıyor.
Bu esnada, K ve L’nin yükleri sırasıyla q_{K}, q_{L} olduğuna göre, \frac{q_{K}}{q_{L}} oranı kaçtır?
A) \frac{1}{2}
B) 1
C) -\frac{1}{2}
D) -1
E) -2
Etki ile Elektriklenme ve Yük Korunumu Kanunu
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Başlangıçta nötr olan ve birbirine temas eden iletken cisimler tek bir iletken sistem gibi davranır. Yüklü bir cisim yaklaştırıldığında etki ile elektriklenme (kutuplanma) gerçekleşir; sistem dışarıdan yük alıp vermediği için toplam yükün korunumu gereği q_{\text{toplam}} = q_K + q_L = 0 olur.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Sistemin Başlangıç Durumu ve Etki Analizi
Başlangıçta nötr olan r ve 2r yarıçaplı K ve L iletken küreleri birbirine temas ettiği için toplam net yükleri sıfırdır (q_K + q_L = 0). Pozitif (+) yüklü M cismi K’ye yaklaştırıldığında, iletken sistemdeki negatif yükleri (elektronları) kendisine en yakın bölge olan K küresine doğru çeker.
Adım 2 — Yüklerin Kutuplanması ve Oranın Bulunması
Etki sonucu K küresinde -q kadar negatif yük birikirken, en uzak uç olan L küresinde aynı miktarda +q kadar pozitif yük açığa çıkar:
q_K = -q \quad \text{ve} \quad q_L = +q
Buradan kürelerin yükleri oranı hesaplanır:
\frac{q_K}{q_L} = \frac{-q}{+q} = -1
CEVAP: D) -1 \left(\dfrac{q_K}{q_L} = -1\right)
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Etki ile elektriklenmede kürelerin yarıçaplarının (r ve 2r) farklı olması zıt uçlarda biriken yük miktarlarını değiştirmez; çekilen eksi yük miktarı ne kadarsa geride kalan artı yük miktarı da ona eşit olmak zorundadır. Yarıçaplar yalnızca cisimler kendi aralarında dokundurulup yük paylaştığında etkilidir.