Elektrostatik Çözümlü Örnek Sorular 6

Örnek:

Şekildeki yatay ve sürtünmesiz düzlem üzerinde +q elektrik yüklü cisimler sabit durmaktadır.

–q yüklü bir cisim, bu yüklerin elektrik alanındaki K noktasına bırakılırsa nasıl hareket eder?

A) K – O arasında hızlanır. O – M arasında yavaşlar ve K – M arasında basit harmonik hareket yapar.
B) K – O arasında önce hızlanır, sonra yavaşlar ve O noktasında durur.
C) K – O arasında hızlanır, O – M arasında yavaşlar ve M noktasından ilerde durur.
D) K – M arasında hızlanır, sonra sabit hızla gider.
E) K – O arasında hızlanır, sonra sabit hızla gider.

Çözüm:

K, O ve M noktalarının hepsinin q1 ve q2 yüklerine olan uzaklıkları eşit ve q1 = q2 = q olduğundan –q yüklü cisim bu noktalardan geçerken q1 ve q2 yüklerinin –q yüküne uyguladıkları kuvvetlerin büyüklüğü daima birbirine eşit yani F1 = F2 dir.

Buna göre, –q yüklü cisim K noktasından geçerken F1 ve F2 kuvvetlerinin bileşkesi +y yönünde olacağından cisim O noktasına kadar hızlanır. O noktasına geldiğinde üzerine etki eden net kuvvet sıfır olacağından hızı en büyük değerine ulaşır. O noktasından M noktasına gelirken ise F1 ve F2 kuvvetlerinin bileşkesi –y yönünde olacağından cisim yavaşlar, durur ve tekrar K noktasına doğru hareket eder. Sistem sürtünmesiz olduğundan cisim K, O, M noktaları arasında sürekli gidip gelir yani basit harmonik hareket yapar.
Yanıt A

Örnek:
Yüksüz bir elektroskoba, şekil I deki gibi +q yüklü iletken bir çubuk değmeden yaklaştırıldığında elektroskobun yaprakları açılır.

–q yüklü bir başka çubuk fiekil II deki konuma getirilirse, elektroskobun yapraklarında aşağıdakilerden hangisi gözlenir?

A) Hiçbir hareket olmaz.
B) Açıklıkları azalır.
C) Açıklıkları artar.
D) Açıklıkları önce azalır, sonra eski durumuna gelir.
E) Tümüyle kapanırlar.

Çözüm:

Yüksüz bir elektroskoba + yüklü bir cisim yaklaştığırıldığında, elektroskobun topuzu (–) yaprakları + yüklenerek açılır.

+q yüklü çubuğa –q yüklü başka bir çubuk yaklaştırıldığında etkiyle elektriklenme nedeniyle +q yüklü cismin K ucundaki yük miktarı azalacağından +q yüklü çubuğun elektroskoba etkisi azalır. Bu nedenle elektroskobun yaprakları biraz kapanır.
Yanıt B

Örnek:

(+) yüklü iletken K çubuğu, yüklü bir sarkaca, şekildeki gibi yaklaştırılınca, sarkaç I konumundan II konumuna geliyor.

Uzunluğu K nınkine eşit, daha kalın, iletken ve yüksüz bir M çubuğu K ya değdirildikten sonra şekildeki gibi yerleştirilince, sarkacın yeni konumu nerede olur?

A) I ile K çubuğu arasında
B) I de
C) I ve II arasında
D) II de
E) II ile M çubuğu arasında

Çözüm:
K cismi sarkaca yaklaştırıldığında sarkaç I konumundan II konumuna geçtiğine göre (+) yüklüdür.

Nötr M cismi K cismine dokundurulduğunda dokunma ile elektriklenme sonucunda yükünü M cismi ile büyüklüklükleri ile orantılı olarak paylaşırlar. M cisminin kalınlığı daha büyük olduğuna göre son durumda yükü de K cisminden daha büyük olur.

(+) yüklü sarkaç (+) yüklü K ve M cisimleri arasına konulduğunda her ikisi de sarkaca bir itme kuvveti uygular ancak M cisminin yükü daha büyük olduğundan son durumda sarkaç I ve K arasında bir yerde dengede kalır.
Yanıt A

Örnek:

Yalıtkan saplı metal K, M küreleri ile ipek iplikle asılı P ağırlıklı metal L küresi, şekildeki konumda
dengededir.

K, L, M kürelerinin her birinin elektrik yükünün büyüklüğü q olduğuna göre, bunların işaretleri aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir?

Çözüm: L ve M zıt işaretli olsaydı M nin L yi çekmesi gerekirdi.Dolayısı ile M ve L aynı işaretli yüke sahiptir. K ve M nin işareti aynı olsaydı, L küresi şekildeki gibi dengede duramazdı. (Elektrostatik kuvvet eşit olduğundan.)

Bu bilgilere göre kürelerin yüklerinin işareti,