Soru

Zorluk: OrtaElektriksel Potansiyel, Potansiyel Enerji ve İş

Yalıtkan ve sürtünmesiz yatay düzlemde sabit tutulan pozitif yüklü iki noktasal cismin oluşturduğu elektriksel alanda, bu yüklerin orta dikme çizgisi üzerindeki bir noktadan serbest bırakılan negatif yüklü noktasal bir cisim yüklerin orta noktasına doğru yaklaşırken sistemin elektriksel potansiyel enerjisi azalır.

Cevap: Cevap

Cevap

İfade doğrudur. Negatif yüklü cisim pozitif yüklere yaklaştıkça, elektriksel kuvvetler cismin hareket yönünde pozitif iş yapar ve bu durum sistemin elektriksel potansiyel enerjisinde bir azalmaya yol açar.
Negatif yüklü cisim pozitif yüklere doğru hareket ederken elektriksel kuvvetlerin yönünde yer değiştirir, bu nedenle elektriksel kuvvetler pozitif iş yapar. Elektriksel kuvvetlerin pozitif iş yapması sistemin potansiyel enerjisini azaltır.

Adım Adım Çözüm

1
Sabit tutulan iki pozitif yükün orta dikme çizgisi üzerindeki negatif yüklü cisme uyguladığı net elektriksel kuvvetin yönünü belirlemek.
Her iki pozitif yük de negatif yüklü cismi kendine doğru çeker. Bu iki çekim kuvvetinin yatay bileşenleri birbirini sadeleştirirken, düşey bileşenleri yüklerin orta noktasına doğru yönelmiş net bir kuvvet oluşturur.
Cismin hangi yönde ivmeleneceğini veya hareket eğiliminde olacağını bulmak için net kuvvetin yönü bilinmelidir.
2
Negatif yük orta noktaya doğru hareket ederken elektriksel kuvvetlerin yaptığı işin işaretini analiz etmek.
Cisim net kuvvetle aynı yönde hareket etti��i için elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş pozitif (W>0W > 0) olur.
Kuvvet ile yer değiştirme aynı yönlü olduğunda yapılan fiziksel iş pozitiftir.
3
Yapılan iş ile elektriksel potansiyel enerji değişimi arasındaki ilişkiyi kurmak.
Elektriksel potansiyel enerjideki değişim, elektriksel kuvvetlerin yaptığı işin negatif işaretlisine eşittir (ΔEp=W\Delta E_p = -W). W>0W > 0 olduğundan ΔEp<0\Delta E_p < 0 olur, yani potansiyel enerji azalır.
Muhafazakar (korunumlu) alanlarda yapılan iş ile potansiyel enerji arasındaki temel ilişkiyi uygulamak.

Anahtar Kavram

Elektriksel potansiyel enerji değişimi ile elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş arasındaki ilişki.
Bu soruyu puanla