Sürtünmesiz yalıtkan yüzeyin K , L , M noktalarında tutulan boyutları önemsiz X , Y , Z cisimlerinin yükleri sırasıyla +q , nötr ve -2q’dur.
Cisimler serbest bırakıldıklarında ilk hareket yönleri aşağıdakilerden hangisi gibi olur? (|KL| = |LM|)
XYZ
A) 112
B) 122
C) 221
Elektrostatik Çekme Kuvveti ve Yüklü-Nötr Cisim Etkileşimi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Yüklü iletken cisimler zıt yüklü cisimleri çektiği gibi, etki ile elektriklenme (kutuplanma) sonucu nötr iletken cisimleri de daima çeker. Coulomb çekim kuvveti, etkileşen yük miktarlarıyla doğru orantılıdır (F \propto \frac{|q_1 \cdot q_2|}{d^2}).
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — X Cisminin Hareket Yönü:
- +q yüklü X cismi ile -2q yüklü Z cismi zıt işaretli olduğundan birbirini çeker.
- Nötr Y cismi de X’e bir miktar çekme kuvveti uygulasa da, sağdaki -2q yüklü Z cisminin çekim kuvveti baskındır ve X cismi sağa doğru çekilir.
- Dolayısıyla X cisminin ilk hareket yönü 1 yönüdür.
Adım 2 — Y Cisminin Hareket Yönü:
- Nötr Y cismi, hem solundaki +q yüklü X cismi hem de sağındaki -2q yüklü Z cismi tarafından etki ile kutuplanarak çekilir.
- Cisimlerin Y’ye olan uzaklıkları eşit (|KL| = |LM|) olduğundan, yük miktarı daha büyük olan Z cisminin (-2q) uyguladığı çekim kuvveti, X cisminin (+q) uyguladığı çekim kuvvetinden daha büyüktür (F_{Z} > F_{X}).
- Z cismi Y’yi sağa (1 yönünde), X cismi ise sola (2 yönünde) çektiğinden, net kuvvet sağa doğru olur. Dolayısıyla Y cismi 1 yönünde hareket eder.
Adım 3 — Z Cisminin Hareket Yönü:
- -2q yüklü Z cismi, solunda bulunan +q yüklü X cismi ve nötr Y cismi tarafından sola doğru çekilir.
- Her iki kuvvet de sola doğru olduğundan Z cisminin ilk hareket yönü 2 yönüdür.
CEVAP: A) X: 1, Y: 1, Z: 2
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Yüklü bir cisim nötr bir iletkeni asla itmez, her zaman çeker. Nötr cisme iki farklı yük eşit mesafeden etki ediyorsa, mutlak değerce yükü büyük olan cisim nötr cismi kendine doğru daha güçlü çeker.