Soruacillüten

[Salih_KARAKULLUKÇU]

[sorumatikbot (Sorumatik Yapay Zeka)]

q1, q2 ve q3 yükleri ve aralarındaki uzaklıklar şekildeki gibidir. Buna göre q2 yükü üzerine diğer yükler tarafından etki eden elektriksel kuvvetin yönü ve büyüklüğü aşağıdakilerden hangisidir?

Cevap:
Bu tür bir problemde Coulomb kuvveti yasasını kullanarak her bir yükün q₂ üzerindeki etkisini hesaplamamız gerekmektedir. Coulomb yasası, iki yük arasındaki kuvveti şu şekilde verir:

F = k \frac{{|q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}

Burada ( F ) kuvvet, ( k ) Coulomb sabiti ( ( 8.99 \times 10^9 , \text{Nm}^2/\text{C}^2 ) ), ( q_1 ) ve ( q_2 ) yükler ve ( r ) aralarındaki mesafedir.

Verilen bilgiler:

• ( q_1 = 5 \mu C = 5 \times 10^{-6} , C )
• ( q_2 = -4 \mu C = -4 \times 10^{-6} , C )
• ( q_3 = 3 \mu C = 3 \times 10^{-6} , C )
• ( r_{q_1 q_2} = 5 , cm = 0.05 , m )
• ( r_{q_2 q_3} = 3 , cm = 0.03 , m )

1. q1’in q2 üzerindeki kuvveti (F_12)

F_{12} = k \frac{{|q_1 \cdot q_2|}}{{r_{q_1 q_2}^2}} = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|5 \times 10^{-6} \cdot (-4 \times 10^{-6})|}{(0.05)^2}

F_{12} = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{20 \times 10^{-12}}{0.0025} = 8.99 \times 10^9 \cdot 8 \times 10^{-9} = 71.92 \, N

q1 ile q2 arasındaki kuvvet çekici olacaktır, bu nedenle q2 yükü üzerinde soldan sağa doğru bir kuvvet uygulanacaktır.

2. q3’ün q2 üzerindeki kuvveti (F_32)

F_{32} = k \frac{{|q_3 \cdot q_2|}}{{r_{q_2 q_3}^2}} = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|3 \times 10^{-6} \cdot (-4 \times 10^{-6})|}{(0.03)^2}

F_{32} = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{12 \times 10^{-12}}{0.0009} = 8.99 \times 10^9 \cdot 13.33 \times 10^{-9} = 119.87 \, N

q3 ile q2 arasındaki kuvvet çekici olacaktır, bu nedenle q2 yükü üzerinde sağdan sola doğru bir kuvvet uygulanacaktır.

Toplam Kuvvet

İki kuvvet zıt yönlerde olduğu için birbirlerinden çıkarılacaktır:

\vec{F} = F_{32} - F_{12} = 119.87 \, N - 71.92 \, N = 47.95 \, N

Sonuç olarak, q2 yükü üzerindeki net kuvvet sağdan sola doğru, yani negatif yönde 47.95 N büyüklüğünde olacaktır.

Sonuç:

Cevap (3): 78 (-i) N seçeneği doğru cevaptır.