Üç Boyutlu Koordinat Sisteminde Coulomb Kuvveti

PhysicsElectrostaticsOrtaYKS

Yayınlanma:

5. Birbirine dik $x, y, z$ kartezyen koordinatlara şekildeki gibi yerleştirilen K, L, M parçacıklarının yükleri sırasıyla $(-3q)$, $(-4q)$ ve $(-20q)$ dur. K parçacığının O noktasındaki $+q$ yüklü parçacığa uyguladığı kuvvet $3F$ dir.

Buna göre, O noktasındaki $+q$ yüklü parçacığa uygulanan bileşke kuvvet kaç F dir?

A) 5 B) $5\sqrt{2}$ C) 6 D) $6\sqrt{2}$ E) 10

Soruda görsel içerik var: Birbirine dik x, y ve z eksenlerinden oluşan 3 boyutlu bir kartezyen koordinat sistemi çizilmiştir. Orijinde (O noktası) $+q$ yüklü bir parçacık bulunmaktadır. z-ekseni üzerinde, orijinden $d$ kadar uzaklıkta bir K parçacığı bulunmaktadır ve yükü $-3q$ olarak verilmiştir. y-ekseni üzerinde, orijinden $d$ kadar uzaklıkta bir L parçacığı bulunmaktadır ve yükü $-4q$ olarak verilmiştir. x-ekseni üzerinde, orijinden $2d$ kadar uzaklıkta bir M parçacığı bulunmaktadır ve yükü $-20q$ olarak verilmiştir. Eksenler kesiklidir ve yönleri oklarla gösterilmiştir.

Animasyonlu Video Çözüm

İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.

Adım Adım Yazılı Çözüm

1
Adım 1

Selamlar! Bu soruda, kartezyen koordinat sistemindeki üç farklı yükün, başlangıç noktasındaki artı q yüküne uyguladığı bileşke kuvveti bulacağız.

Elektrostatik: Coulomb Kuvveti

2
Adım 2

Hatırlayalım, Coulomb yasasına göre iki yük arasındaki kuvvet, yüklerin çarpımıyla doğru, uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.

$$F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{d^2}$$
3
Adım 3

Soru bize K parçacığının O noktasındaki yüke uyguladığı kuvvetin 3 F olduğunu söylemiş. Hadi bunu yazalım.

$$F_K = k \frac{q \cdot |-3q|}{d^2} = 3k \frac{q^2}{d^2} = 3F$$
4
Adım 4

Buradan sadeleştirme yaparsak, k çarpı q kare bölü d kare ifadesinin F büyüklüğüne eşit olduğunu görürüz. K yükü negatif olduğu için, artı q yükünü kendisine yani z ekseni boyunca çekecektir.

5
Adım 5

Şimdi diğer yüklerin uyguladığı kuvvetleri de bu F cinsinden hesaplayalım. Önce L yüküne bakalım.

Diğer Kuvvetlerin Hesaplanması

+q
6
Adım 6

L yükü y ekseni üzerinde d kadar uzaktadır ve yükü eksi 4 q'dur. Uyguladığı kuvvet y ekseni doğrultusunda çekme şeklinde olacaktır.

$$F_L = k \frac{q \cdot |-4q|}{d^2} = 4 \left(k \frac{q^2}{d^2}\right) = 4F$$
7
Adım 7

Şimdi de M parçacığına bakalım. M yükü x ekseni üzerinde iki d uzaklıkta bulunur.

$$F_M = k \frac{q \cdot |-20q|}{(2d)^2}$$

Çözümün devamı Solvi’de

7 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.

Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.

App Store’dan indir Google Play’den edin

İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye

100K+Her gün çözülen soru
50K+Öğrenen öğrenci
4.8 ★App Store puanı

Soru Bilgileri

Ders
Physics
Konu
Electrostatics
Zorluk
Orta
Sınav
YKS
Soru Tipi
Çoktan Seçmeli

Her soruyu saniyeler içinde çöz

Fotoğrafını çek, yapay zeka adım adım, sesli ve animasyonlu anlatsın.

App Store’dan indir Google Play’den edin
Solvi
Çözümün devamı uygulamadaİndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
İndir