Yer çekimi ivmesinin sabit ve g olduğu sürtünmesiz yalıtkan bir ortamda, aralarında d uzak… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Yer çekimi ivmesinin sabit ve $g$ olduğu sürtünmesiz yalıtkan bir ortamda, aralarında $d$ uzaklığı bulunan yatay iletken paralel levhalar bir üretece bağlanarak yüklenmiştir. Bu levhalar arasında elektriksel kuvvet ile yer çekimi kuvvetinin etkisiyle hareketsiz dengede duran yüklü bir noktasal parçacık için, levhaları besleyen üreteç bağlantısı kesildikten sonra levhalar arasındaki uzaklık birbirine paralel kalacak şekilde $2d$ düzeyine çıkarılırsa parçacık son durumda da hareketsiz dengede kalır.

Answer: Answer

Answer

Parçacık son durumda da hareketsiz dengede kalır.

Üreteç bağlantısı kesildiğinde paralel levhalardaki yük miktarı sabit kalır. İletken levhalar arasındaki elektrik alan levhaların yük yoğunluğuna bağlı olup levhalar arası uzaklıktan bağımsızdır. Bu yüzden levhalar arası uzaklık

2d

yapıldığında elektrik alan şiddeti (

E

) değişmez. Elektriksel kuvvet (

F_e = qE

) sabit kaldığından, parçacık üzerindeki net kuvvet sıfır olmaya devam eder ve parçacık dengede kalır.

Step-by-Step Solution

İlk durumdaki denge koşulunu yazma

qE = mg

(burada

E = \frac{V}{d}

)

Parçacık başlangıçta yatay levhalar arasında hareketsiz dengede olduğu için elektriksel kuvvet ile yer çekimi kuvveti zıt yönlü ve eşit büyüklüktedir.

Üreteç bağlantısı kesildikten sonraki yük durumunu analiz etme

Q = \text{sabit}

Üreteç devreden çıkarıldığında levhalardan yük akışı olamayacağından levhalardaki yük miktarı korunur.

Uzaklık

2d

yapıldığında elektrik alanın yeni değerini belirleme

E' = E = \frac{Q}{\varepsilon A}

Sonsuz genişlikte kabul edilen paralel levhalar arasındaki düzgün elektrik alan sadece yük yoğunluğuna bağlıdır ve levhalar arası uzaklıktan bağımsızdır.

Son durumdaki net kuvveti değerlendirme

F_{\text{net}} = qE' - mg = qE - mg = 0

Elektrik alan değişmediği için elektriksel kuvvet de değişmez ve yer çekimi kuvvetini tam olarak dengelemeye devam eder.

Key Concept

Paralel levhaların üreteçten ayrılması durumunda yükün korunumu ve düzgün elektrik alanın levhalar arası uzaklığa bağlı olmaması

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic