Fizik Dersi 11.Sınıf Ders Kitabı — Sayfa 164 Cevapları

Sürtünmede yük korunur: nötr kazak +q, K balonu -q olur. L ve M de -q yüklüdür. İki durumda yük çarpımı q², uzaklık d olduğundan F = kq²/d² ile kuvvetler eşittir.

1. Sürtünmede yükün korunduğunu hatırla: nötr kazak ve nötr balondan biri +q, diğeri -q yük alır.
2. Şekil I'de K balonu -q, sürtüldüğü kazak +q yüklüdür; aralarındaki uzaklık d'dir.
3. Şekil II'de L ve M balonlarının ikisi de -q yüklüdür; aralarındaki uzaklık yine d'dir.
4. Coulomb Yasası'nı uygula: F1 = k · q · q / d² ve F₂ = k · q · q / d².
5. Yük çarpımları ve uzaklıklar aynı olduğundan büyüklükleri karşılaştır: F1 = F₂.

Kendini kontrol et: İki şekilde de yüklerin çarpımı q² ve uzaklık d mi? Öyleyse kuvvet büyüklükleri eşit olmalı.

Etki-tepki ilkesine göre kazağın K balonuna uyguladığı F1'e karşılık balon kazağa eşit büyüklükte ve zıt yönde kuvvet uygular.

1. Etki-tepki yasası gereği K balonunun yün kazağa uyguladığı çekme kuvveti, F1 ile eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür.
2. a şıkkında F1 = F₂ bulunduğundan yün kazağa etki eden kuvvetin büyüklüğü hem F1 hem de F₂'ye eşittir.
3. Şekil I'de kazak K'yi sola çekerken (F1 sola), Şekil II'de M balonu L'yi sola iter (F₂ sola).
4. K balonu kazağı sağa doğru çektiği için kazağa etkiyen kuvvetin yönü hem F1 hem F₂'ye zıttır.

Kendini kontrol et: Şekillerde F1, F₂ ve kazağa etkiyen kuvvetin ok yönlerini çizdiğinde F1 ile F₂'nin sola, kazaktaki kuvvetin sağa baktığını gördün mü?

K negatif, kazak pozitif olduğundan çekilir; L ve M aynı cins yüklü olduğundan birbirini iter.

1. K balonu negatif, yün kazak pozitif yüklü olduğundan zıt yükler birbirini çeker ve K balonu kazağa doğru (sola) harekete geçer.
2. L ve M balonları aynı cins (negatif) yüklü olduğundan birbirini zıt yönlerde iter.
3. Bu itme etkisiyle L balonu M'den uzaklaşarak sola, M balonu L'den uzaklaşarak sağa doğru hareket eder.

Kendini kontrol et: Zıt yüklü cisimlerin birbirine yaklaştığını, aynı cins yüklü cisimlerin birbirinden uzaklaştığını her balon için kontrol ettin mi?

K kazağa yaklaştığı için mesafe azalır ve F1 büyür; L ile M birbirinden uzaklaştığı için mesafe artar ve F₂ küçülür. Yükler temas olmadığından sabittir.

1. Temas gerçekleşmediği için balonların ve yün kazağın yük miktarları hareket boyunca sabit kalır.
2. Şekil I'de K balonu kazağa yaklaştığından aradaki mesafe d'den küçük olur ve ters kare yasası gereği F1 artar.
3. Şekil II'de L ve M balonları birbirini iterek uzaklaştığından aralarındaki mesafe d'den büyük olur.
4. Mesafe arttıkça elektriksel kuvvet küçüleceğinden dengeye gelene kadar F₂ azalır.

Kendini kontrol et: Coulomb bağıntısında yük sabitken paydadaki uzaklık küçülünce F1'in büyüdüğünü, uzaklık büyüyünce F₂'nin küçüldüğünü doğruladın mı?

Dengede açı elektriksel kuvvetle artar. K ile kazak arasındaki mesafe küçüldüğünden kuvvet daha büyük, L ve M arasında ise mesafe arttığından kuvvet daha küçüktür; L ile M simetriktir. Balonların kütlelerinin eşit olduğu varsayıldı.

1. Özdeş kabul edilen balonlarda ipin düşeyle yaptığı denge açısı, yatay elektriksel kuvvetin ağırlığa oranıyla (tanθ = F/mg) doğru orantılıdır.
2. Denge konumunda K kazağa yaklaştığı, L ve M uzaklaştığı için K'ye etkiyen kuvvet L ve M'ye etkiyen kuvvetten büyüktür.
3. L ve M balonlarına etkiyen itme kuvvetleri etki-tepki gereği eşit büyüklükte olduğundan denge açıları eşittir (θL = θM).
4. K balonuna etkiyen elektriksel kuvvet daha büyük olduğundan açı sıralaması θK > θL = θM olur.

Kendini kontrol et: ç şıkkında bulduğun denge kuvveti sıralaması (F1 > F₂) ile açı sıralamasının (θK > θL = θM) uyumlu olduğunu kontrol ettin mi?