Coulomb kuvveti nedir, nasıl bulunur?
Soru: Coulomb Yasası nedir, elektriksel kuvvet nasıl hesaplanır?
Kısa Cevap: Coulomb Yasası, noktasal yükler arasındaki elektrostatik itme veya çekme kuvvetini belirler. Kuvvetin büyüklüğü F = k|q1q2|/r² formülüyle bulunur.
Detaylı Cevap: Yük miktarları büyüdükçe kuvvet artar; yükler arasındaki uzaklık büyüdükçe azalır. Azalma uzaklıkla değil, uzaklığın karesiyle ilişkilidir. Yüklerin aynı işaretli olması itmeye, zıt işaretli olması çekmeye yol açar.
Formüldeki semboller ne anlama gelir?
q1 ve q2 yük miktarlarını, r aralarındaki uzaklığı, k ise ortamın Coulomb sabitini gösterir. Yükler coulomb, uzaklık metre olarak yazıldığında sonuç newton cinsinden elde edilir.
Boşlukta k yaklaşık 9 × 10⁹ N·m²/C² değerindedir. Soruda ortam için farklı bir değer verilirse o değer kullanılmalıdır.
Elektriksel kuvvet hesaplanırken hangi sıra izlenir?
Önce birimler dönüştürülür. Ardından yük büyüklükleri çarpılır, uzaklığın karesi alınır ve değerler formüle yerleştirilir. Son olarak yük işaretlerine bakılarak kuvvetin çekici mi itici mi olduğu belirtilir.
Benzer uygulamalara elektriksel kuvvet etkinliğinin açıklamalı cevaplarından ulaşabilirsiniz.
Çözümlü örnek
Soru: +4 μC ve −2 μC yükleri arasındaki uzaklık 20 cm’dir. k = 9 × 10⁹ N·m²/C² alınarak kuvvetin büyüklüğünü ve etkileşimin türünü bulunuz.
Kısa Cevap: Kuvvet 1,8 N büyüklüğündedir ve çekme şeklindedir.
Çözüm: Yük büyüklükleri 4 × 10⁻⁶ C ve 2 × 10⁻⁶ C, uzaklık ise 0,20 m olarak yazılır.
F = (9 × 10⁹ × 4 × 10⁻⁶ × 2 × 10⁻⁶)/(0,20)² = 0,072/0,04 = 1,8 N.
Yükler zıt işaretli olduğundan birbirlerine doğru kuvvet uygular.
Uzaklık ve yük birlikte değişirse ne yapılır?
Değişiklikler ayrı ayrı değerlendirilip çarpanlar birleştirilir. Örneğin yalnızca bir yük iki katına, uzaklık da iki katına çıkarılırsa:
F′/F = 2/2² = 1/2
Yeni kuvvet başlangıç değerinin yarısı olur. İki yükün de iki katına çıkarılması ise aynı uzaklıkta kuvveti dört katına yükseltir.
Karşılıklı elektriksel kuvvetler eşit midir?
Evet. İki yükün birbirine uyguladığı kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Yük miktarlarının farklı olması bu eşitliği bozmaz. Ancak cisimlerin kütleleri farklıysa aynı büyüklükteki kuvvetler farklı ivmeler oluşturabilir.
Elektriksel alanla bağlantısı nedir?
Kaynak yükün oluşturduğu elektriksel alan biliniyorsa, bu alana yerleştirilen q yüküne etki eden kuvvetin büyüklüğü F = |q|E ile bulunabilir. Alan ve kuvvet arasındaki ayrımı elektriksel alan çalışmasında inceleyebilirsiniz.
Diğer çalışmalar için 11. Sınıf MEB Fizik Ders Kitabı Cevapları ana sayfasına ulaşabilirsiniz.