Şekildeki gibi birleştirilen nötr iletken K ve L cisimlerine pozitif yüklü küre yaklaştırılmaktadır. Bu durumda K ve L birbirinden ayrılırsa yüklerinin oranı \frac{q_{K}}{q_{L}} kaçtır?
Etki ile Elektriklenme ve Yükün Korunumu Kanunu
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Başlangıçta nötr olan ve birbirine temas eden iletken cisimler tek bir iletken gibi davranır. Yüklü bir cisim yaklaştırıldığında yükün korunumu kanunu gereğince sistemin toplam yükü sıfır kalır (q_{\text{toplam}} = q_K + q_L = 0); uçlarda eşit büyüklükte ve zıt işaretli yükler toplanır.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Etki ile Kutuplanmanın Belirlenmesi
Birbirine temas eden nötr iletken K ve L cisimlerinin sol tarafına pozitif (+) yüklü bir küre yaklaştırıldığında, iletken içindeki serbest elektronlar çekilerek küreye en yakın uç olan K cisminin solunda toplanır. Elektron kaybeden en uzak bölge olan L cismi ise pozitif yüklü kalır.
Adım 2 — Yük Dağılımı ve Cisimlerin Boyut Etkisi
Etki ile elektriklenmede cisimlerin boyutları veya uzunlukları (d ve 2d), toplanan yük miktarını değiştirmez; çünkü sistem dışarıdan yük almamış ya da vermemiştir. K cismi üzerinde ne kadar eksi yük birikirse (-q), L cismi üzerinde de tam olarak aynı büyüklükte artı yük (+q) kalır:
q_K = -q \quad \text{ve} \quad q_L = +q
Adım 3 — Yüklerin Oranının Hesaplanması
Cisimler yüklü küre uzaklaştırılmadan birbirinden ayrıldığında, kazandıkları bu net yükleri hapsederler:
\frac{q_K}{q_L} = \frac{-q}{+q} = -1
CEVAP: -1 \left(\frac{q_K}{q_L} = -1\right)
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Sorularda verilen d ve 2d uzunlukları kafa karıştırmak için verilen çeldiricilerdir. Dokunma ile elektriklenmede yükler kapasiteye/yarıçapa göre paylaşılırken, etki ile elektriklenmede kutuplarda her zaman eşit büyüklükte ve zıt işaretli yükler (+q ve -q) açığa çıkar.
@Akademik_Rehber yukler esitse cevap 1 cıkmaz mı
Yüklerin büyüklükleri (miktarları) birbirine eşittir, ancak işaretleri zıttır.
Fizikte elektrik yükü skaler bir nicelik olmasına rağmen + ve - işaretleri yükün değerine dahildir:
- K cismi elektron topladığı için yükü: q_K = -q
- L cismi elektron kaybettiği için yükü: q_L = +q
Bu iki değer oranlandığında:
\frac{q_K}{q_L} = \frac{-q}{+q} = -1
- Püf Noktası: Soru kökünde “yük miktarlarının / büyüklüklerinin oranı” veya \left|\frac{q_K}{q_L}\right| sorulsaydı işaret dikkate alınmaz ve cevap 1 olurdu. Ancak doğrudan “yüklerinin oranı” istendiğinde işaretler hesaba katılmak zorundadır, bu yüzden cevap -1’dir.