Soru

Zorluk: OrtaD��zgün Elektrik Alan ve Paralel Levhalar

Yer çekimi ve sürtünmelerin ihmal edildiği yalıtkan bir ortamda, sabit potansiyel farkına sahip bir üretece bağlı olan iletken paralel levhalar arasındaki uzaklık yarıya indirilirse, bir levhadan serbest bırakılan yüklü bir parçacığın karşı levhaya ulaştığı andaki hızı değişmez.

Cevap: Cevap

Cevap

Parçacığın karşı levhaya ulaştığı andaki hızı değişmez.
Üretece bağlı levhalar arasındaki potansiyel fark sabit kalır. Yüklü parçacığın karşı levhaya çarpma hızı yalnızca yapılan elektriksel işe bağlıdır ve bu iş W=qVW = qV olup levhalar arasındaki uzaklıktan bağımsızdır.

Adım Adım Çözüm

1
Potansiyel farkın durumunun belirlenmesi
VV sabit kalır.
Paralel levhalar üretece bağlı kaldığı sürece, levhalar arasındaki potansiyel fark üretecin gerilimine (VV) eşit olur ve değişmez.
2
Elektriksel iş ve kinetik enerji ilişkisinin kurulması
W=qV=ΔEk=12mv2W = qV = \Delta E_k = \frac{1}{2}mv^2
Bir levhadan serbest bırakılan yüklü parçacık karşı levhaya ulaşana kadar elektrik alan yönünde (veya tersi) tüm levha boyunca hareket eder ve yapılan iş elektriksel potansiyel fark ile yükün çarpımına eşittir.
3
Hızın levhalar arası uzaklığa bağlılığının analiz edilmesi
v=2qVmv = \sqrt{\frac{2qV}{m}} formülünde dd parametresi yer almaz.
Yapılan iş doğrudan qq ve VV değerlerine bağlı olup, levhalar arası uzaklık dd'den bağımsızdır. Dolayısıyla uzaklığın yarıya indirilmesi karşı levhaya ulaşma hızını değiştirmez.

Anahtar Kavram

Paralel levhalar arasında yapılan elektriksel işin levhalar arası uzaklıktan bağımsız olması
Bu soruyu puanla