Şekildeki gibi birleştirilen nötr iletken K , L ve M cisimlerine pozitif yüklü küre yaklaştırılmaktadır. Bu durumda K , L ve M birbirinden ayrılırsa yüklerinin cinsi ve büyüklük ilişkisi nasıl olur?
Elektrostatik İndüksiyon ile Yük Dağılımı ve Cisimlerin Yüklenmesi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Etki ile elektriklenme (elektrostatik indüksiyon) kuralına göre, yüklü bir cisim birbirine temas eden nötr iletkenlere yaklaştırıldığında zıt yükleri kendine en yakın uca çeker, aynı cins yükleri ise en uzak uca iter. Toplam yükün korunumundan dolayı sistemin ilk ve son net yükü sıfırdır (\Sigma q = 0).
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Serbest Elektronların Hareketi ve Kutuplanma
Birbirine temas eden iletken K, L ve M cisimleri tek bir bütün iletken gibi davranır. Sol taraftan yaklaştırılan pozitif (+) yüklü küre, iletkenler içerisindeki serbest elektronları (negatif yükleri) elektriksel çekim kuvvetiyle kendisine en yakın olan uç noktaya, yani K cismine doğru çeker.
Adım 2 — Yüklerin Dağılımı ve Ayrılma Sonrası Durum
- En uzak uç olan M cisminden elektronlar ayrıldığı için M cismi pozitif (+) yük fazlalığına sahip olur.
- Çekilen serbest elektronlar en yakın uç olan K cisminde toplandığından K cismi negatif (-) yükle yüklenir.
- Arada kalan L cismi üzerinden yalnızca yük geçişi gerçekleştiğinden net yük dengesi bozulmaz ve nötr (0) kalır.
- Yükün korunumu kanunu gereğince K’de biriken negatif yük miktarı, M’de eksilen pozitif yük miktarına mutlak değerce eşittir:
|q_K| = |q_M| = q \quad \text{ve} \quad q_L = 0
CEVAP:
- Yüklerin Cinsi:
- K cismi: Negatif (-)
- L cismi: Nötr (0)
- M cismi: Pozitif (+)
- Büyüklük İlişkisi: |q_K| = |q_M| > q_L = 0 (veya q_K = -q, q_M = +q, q_L = 0)
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Etki ile elektriklenmede yükler yalnızca sistemin en dış uç noktalarında birikir; ortada temas halinde bulunan nötr iletken parçalar (cisimlerin boyutları ne olursa olsun) daima nötr kalır. Şekil üzerine daha önce yanlış işaretlenmiş olabilecek artı/eksi kutuplara aldanmayınız. Pozitif küre daima eksileri çeker.
@Akademik_Rehber l cisminde hic mi yuk yok ki 0 dedik
Fizikte bir cismin nötr olması veya yükünün 0 kabul edilmesi, içinde hiç yük bulunmadığı anlamına gelmez.
Maddeler atomlardan oluştuğu için L cisminin içinde de trilyonlarca pozitif (proton) ve negatif (elektron) yük vardır. Buradaki kritik noktalar şunlardır:
- Net Yükün Sıfır Olması: Nötr kavramı, pozitif yük sayısı ile negatif yük sayısının birbirine tam eşit olması durumudur (\Sigma q = 0). Formüldeki q_L = 0 ifadesi cismin “yüksüz” olduğunu değil, “net yük fazlalığının olmadığını” gösterir.
- Köprü Görevi Görmesi: Pozitif küre yaklaştırıldığında serbest elektronlar en uzak uç olan M’den en yakın uç olan K’ye doğru hareket eder. Bu elektronlar L’nin içinden geçip gider; yani L sadece bir iletim yolu (köprü) oluşturur. L’nin kendisinde fazladan bir elektron birikmesi ya da elektron kaybı yaşanmaz.
Sonuç olarak L cisminin içinde yük vardır ancak artı ve eksi yükler dengede kaldığı için net yükü sıfırdır.