Examkin

Soru

Zorluk: ZorElektriksel Potansiyel, Potansiyel Enerji ve İş

Yalıtkan ve sürtünmesiz yatay düzlem üzerinde sabit tutulan negatif yüklü noktasal bir cismin oluşturduğu elektriksel alanda, başka bir negatif yüklü noktasal cisim dış bir kuvvet yardımıyla sabit yüke doğru yaklaştırılmaktadır. Bu süreçte elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş pozitif, sistemin elektriksel potansiyel enerjisi ise artmaktadır.

Cevap: Cevap

Cevap

İfade yanlıştır. Süreç boyunca elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş negatif, sistemin elektriksel potansiyel enerjisi ise artmaktadır.
Negatif yüklü iki cisim birbirini ittiği için, cisimleri birbirine yaklaştırmak elektriksel kuvvetlere karşı iş yapmayı gerektirir. Dolayısıyla elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş negatif olmalıdır. Elektriksel potansiyel enerji ise yüklerin aynı işaretli olması ve aralarındaki mesafenin azalması nedeniyle artar.

Adım Adım Çözüm

1
Yüklerin işaretlerini belirleyerek aralarındaki elektriksel kuvvetin yönünü tespit edin.
Hem sabit cisim hem de yaklaştırılan cisim negatif yüklüdür. Aynı işaretli yükler birbirini iteceği için, sabit cismin hareketli cisme uyguladığı elektriksel kuvvet, sabit cisimden uzaklaşacak yöndedir.
Elektriksel kuvvetin yönünü belirlemek, işin işaretini bulmanın ilk adımıdır.
2
Hareket yönü ile elektriksel kuvvet yönünü karşılaştırarak işin işaretini belirleyin.
Hareketli cisim sabit cisme doğru yaklaştırılmaktadır. Bu durumda cismin yer değiştirme vektör�� ile cisme etki eden elektriksel kuvvet vektörü zıt yönlüdür. Kuvvet ve yer değiştirme zıt yönlü olduğunda elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş negatif (Wel<0W_{el} < 0) olur.
Bir kuvvetin yaptığı iş, kuvvet ile yer değiştirme vektörlerinin skaler çarpımıdır. Zıt yönlü olmaları işin negatif olmasını gerektirir.
3
Uzaklığın azalmasının elektriksel potansiyel enerji üzerindeki etkisini formülize edin.
İki noktasal yükün elektriksel potansiyel enerjisi U=kq1q2dU = k \frac{q_1 q_2}{d} ifadesiyle bulunur. Yüklerin ikisi de negatif olduğundan yüklerin çarpımı pozitiftir (q1q2>0q_1 q_2 > 0). Cisimler birbirine yaklaştıkça aralarındaki uzaklık (dd) azalır, bu da paydanın küçülerek potansiyel enerjinin (UU) artmasına (ΔU>0\Delta U > 0) neden olur.
Sistemin elektriksel potansiyel enerjisindeki değişimi matematiksel ve fiziksel olarak doğrulamak için.

Anahtar Kavram

Elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş ile elektriksel potansiyel enerji değişimi arasındaki ilişki (Wel=−ΔUW_{el} = -\Delta U)
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektriksel Potansiyel, Potansiyel Enerji ve İş

Bu konudan daha fazla soru