Düzgün Beşgen Üzerindeki Yüklerin Elektriksel Kuvveti

Selam babanen, bu AYT fizik sorusunda düzgün bir beşgenin köşelerine yerleştirilmiş yüklerin merkezdeki bir yüke uyguladığı bileşke elektriksel kuvveti bulacağız.

Soru, en üstteki q yükünün A noktasındaki yüke uyguladığı kuvvetin F vektörü olduğunu söylüyor. A'daki yükün değerini bilmemize gerek yok, ona artı bir birimlik deneme yükü gibi bakalım.

Burada uzaklıklar merkezden köşelere hep aynı d mesafesidir. Bu durumda kuvvetin büyüklüğü sadece köşedeki yükün miktarıyla doğru orantılıdır.

Şimdi yük yerleşimini ve kuvvetleri daha net görelim. A noktasını merkez kabul eden bir beşgenimiz var.

En üstteki q yükü aşağı doğru bir F kuvveti uygular. Diğer köşelerde ise iki q büyüklüğünde yükler var. Her biri radyal doğrultuda iki F kuvveti uygulayacaktır.

Eğer tüm köşelerde iki q yükü olsaydı, simetriden dolayı bileşke kuvvet sıfır olurdu.

Ancak en üstteki köşede iki q yerine sadece bir q var. Bunu, orada bir iki q yükü ve zıt yönde yukarı bakan bir q yükü varmış gibi düşünebiliriz.

Tüm iki q yüklerinin bileşkesi sıfır ettiğine göre, geriye sadece en üstteki eksik olan q yükünün etkisi kalır.

Simetrik durum sıfır olduğuna göre, sonucumuz en üstteki gerçek q yükünün oluşturduğu F kuvveti ile diğer dört köşedeki iki q yüklü sistemin farkıdır.