Examkin

Soru

Zorluk: OrtaElektriksel Potansiyel, Potansiyel Enerji ve İş

Sürtünmesiz ve yalıtkan yatay düzlem üzerinde bulunan ve kenar uzunluğu dd olan bir eşkenar üçgenin KK ve LL köşelerine sırasıyla +3q+3q ve −q-q yüklü noktasal iki cisim sabitlenmiştir. Üçgenin diğer köşesi olan MM noktasında bulunan +q+q yüklü noktasal başka bir cisim, KK ve LL noktalarının orta noktası olan OO noktasına götürülüyor.

Buna göre, bu işlem sırasında elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş kaç kq2d\frac{kq^2}{d}'dir?

  1. A
    -2
  2. B
    0
  3. C
    1
  4. 2Cevap
  5. E
    4

Cevap

Elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş 2 k*q^2/d olur.
Doğru seçenekte belirtilen değer, M ve O noktalarındaki skaler potansiyellerin sırasıyla 2 kq/d ve 4 kq/d olarak doğru hesaplanması ve yapılan işin W = q * (V_O - V_M) formülüyle 2 kq^2/d olarak bulunması sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
İlk konum olan M noktasındaki toplam elektriksel potansiyeli hesaplayın.
VM=k3qd+k−qd=2kqdV_M = k \frac{3q}{d} + k \frac{-q}{d} = 2 \frac{kq}{d}
M noktası her iki yüke de d uzaklığında olduğu için skaler potansiyellerin toplamı alınır.
2
Son konum olan O noktasındaki toplam elektriksel potansiyeli hesaplayın.
VO=k3qd/2+k−qd/2=6kqd−2kqd=4kqdV_O = k \frac{3q}{d/2} + k \frac{-q}{d/2} = 6 \frac{kq}{d} - 2 \frac{kq}{d} = 4 \frac{kq}{d}
O noktası K ve L yüklerinin tam orta noktası olduğundan, yüklerin bu noktaya uzaklığı d/2'dir.
3
Elektriksel kuvvetlere karşı yapılan işi hesaplamak için yükün değeri ile potansiyel farkını çarpın.
W=q⋅(VO−VM)=q⋅(4kqd−2kqd)=2kq2dW = q \cdot (V_O - V_M) = q \cdot \left(4 \frac{kq}{d} - 2 \frac{kq}{d}\right) = 2 \frac{kq^2}{d}
Elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş, taşınan yük ile gidilen ve gelinen noktalar arasındaki potansiyel farkının çarpımına eşittir.

Anahtar Kavram

Elektriksel potansiyel farkı ve elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Elektriksel Potansiyel, Potansiyel Enerji ve İş

Bu konudan daha fazla soru