Yük miktarları farklı iki cismin elektriksel kuvvetleri eşit midir?
Soru: Yükleri farklı iki cismin birbirine uyguladığı elektriksel kuvvetlerin büyüklükleri eşit midir?
Kısa Cevap: Evet. İki noktasal yük arasındaki elektrostatik kuvvetler eşit büyüklükte, zıt yönlüdür. Yüklerden birinin daha büyük olması, onun karşısındaki cisme daha büyük karşılıklı kuvvet uyguladığı anlamına gelmez.
Detaylı Cevap: İki yük arasındaki Coulomb kuvveti hesaplanırken her iki yükün çarpımı kullanılır. q₁q₂ ile q₂q₁ aynı olduğundan iki cismin birbirine uyguladığı kuvvet büyüklükleri de aynıdır. Bu sonuç Newton’un üçüncü yasasıyla uyumludur. Ancak kuvvetlerin eşit olması, cisimlerin ivmelerinin de eşit olmasını gerektirmez.
Coulomb Yasası bu eşitliği nasıl gösterir?
Yükler q₁ ve q₂, uzaklık r olduğunda kuvvet büyüklüğü F = k · |q₁q₂| / r² ile bulunur. Birinci yükün ikinciye veya ikincinin birinciye etkisini hesaplarken aynı değerler kullanılır.
Örneğin q ve 5q yükleri arasındaki karşılıklı kuvvetlerin ikisi de 5kq²/r² büyüklüğündedir. “Yük beş kat büyükse uyguladığı kuvvet de karşı kuvvetin beş katıdır” yorumu yanlıştır.
Örnek karşılaştırmalar için elektriksel kuvvet etkinliğinin cevaplarına bakabilirsiniz.
Örnek soru
Kuvvetler eşitken hareketler neden farklı olabilir?
Bir cismin ivmesi, üzerine etki eden net kuvvete ve kütlesine bağlıdır. Yalnızca karşılıklı elektriksel kuvvetlerin etkili olduğu durumda kütlesi küçük olan cismin ivmesi daha büyük olur.
Bu nedenle proton ve elektron birbirini eşit büyüklükte elektriksel kuvvetle çekse de kütleleri farklı olduğundan ivmeleri farklıdır. İlgili uygulamayı proton ve elektronun hareketiyle ilgili alıştırmanın çözümünde inceleyebilirsiniz.
Karşılıklı kuvvetlerle ilgili temel bilgiler
- Yükler farklı olabilir: Kuvvetlerin eşitliği için yük miktarlarının eşit olması gerekmez.
- İşaretler yönü etkiler: Aynı işaretli yükler iter, zıt işaretli yükler çeker.
- Kuvvetler farklı cisimlerdedir: Bir cismin üzerinde birbirini dengeleyen iki kuvvet gibi düşünülemez.
- İvme ayrıca değerlendirilir: Eşit kuvvet, farklı kütlelerde farklı ivme oluşturabilir.
Kitaptaki diğer sorulara ulaşmak için 11. Sınıf MEB Fizik Ders Kitabı Cevapları ana sayfasını ziyaret edebilirsiniz.