Elektrik Alanındaki İletken Cisimlerin Denge Durumu
Yayınlanma:
4. Yalıtkan ve eşit boydaki iplerle tavana asılmış, yükleri $+q$ ve $+2q$ olan kütleleri eşit K ve L iletken cisimlerin $\vec{E}$ elektrik alanındaki denge durumları şekildeki gibidir. Bu durumda K ve L cismine etki eden bileşke elektriksel kuvvetlerin büyüklüğü $F_K$ ve $F_L$; cisimleri tavana bağlayan iplerdeki gerilme kuvvetlerinin büyüklüğü $S_K$ ve $S_L$'dir.
Buna göre, $F_K$, $F_L$ ve $S_K$, $S_L$ arasındaki ilişki nedir?
A) $F_L > F_K, S_K > S_L$
B) $F_K = F_L, S_K > S_L$
C) $F_L > F_K, S_L > S_K$
D) $F_K > F_L, S_K > S_L$
E) $F_K > F_L, S_K = S_L$
Soruda görsel içerik var: Bir yatay düzlem altında, tepe noktası sabit bir noktada birleşen iki ipin ucunda asılı iki tane yüklü cisim bulunmaktadır. Soldaki cisim K (turuncu, yüklü $q$) ve sağdaki cisim L (mavi, yüklü $2q$) olarak adlandırılmıştır. Ortamda sağa doğru gösterilen düzgün bir $\vec{E}$ elektrik alanı mevcuttur. L cisminin bulunduğu ip daha sağda, K'ninki daha soldadır, her iki ip tavanla açılar oluşturmuştur. İplerin gerilme kuvvetleri $S_K$ ve $S_L$ olarak gösterilmiştir.
Animasyonlu Video Çözüm
İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.
Adım Adım Yazılı Çözüm
Merhaba Ceylin, elektrik alan içerisindeki yüklü cisimlerin denge durumunu inceleyen bu güzel fizik sorusunu birlikte çözelim.
Elektriksel Kuvvet ve İp Gerilmesi
Öncelikle soruda verilen önemli bilgilerin altını çizelim. Cisimlerin kütleleri eşit, yükleri ise artı q ve artı iki q olarak verilmiş. Her iki cisim de aynı E düzgün elektrik alanı içerisinde.
Verilenler:
- Kütle: $m_K = m_L = m$
- Yükler: $q_K = q, q_L = 2q$
- Alan: $\vec{E}$ homojen
Düzgün bir elektrik alanında yüklü bir cisme etki eden elektriksel kuvvetin formülünü hatırlayalım. Kuvvet, yük miktarı ile elektrik alan şiddetinin çarpımıdır.
1. Elektriksel Kuvvetlerin Karşılaştırılması
Şimdi bu formülü K ve L cisimleri için ayrı ayrı uygulayalım.
Gördüğümüz üzere, L cisminin yükü K'nın iki katı olduğu için, L'ye etki eden kuvvet K'ya etki edenden daha büyüktür. Yani F L büyüktür F K sonucuna ulaşıyoruz.
Şimdi cisimlere etki eden kuvvetleri bir serbest cisim diyagramı üzerinde göstererek ip gerilmelerini yorumlayalım. Her iki cisme de aşağı doğru ağırlıkları, yani m g kuvveti etki eder.
2. İp Gerilmelerinin Karşılaştırılması
Çözümün devamı Solvi’de
6 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.
Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.
Çözümün Devamını Ücretsiz İzle
İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
