Yer çekimi ve sürtünmelerin ihmal edildiği yalıtkan bir ortamda; sabit V potansiyel farkın… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Yer çekimi ve sürtünmelerin ihmal edildiği yalıtkan bir ortamda; sabit $V$ potansiyel farkına sahip bir üretece bağlı, aralarında $d$ uzaklığı bulunan paralel iki iletken levhadan birinden serbest bırakılan $+q$ yüklü bir parçacığın karşı levhaya ulaştığı andaki kinetik enerjisi, levhalar arasındaki uzaklık yarıya ( $\frac{d}{2}$ ) indirilirse iki katına çıkar.

Cevap: Cevap

Cevap

İfade yanlıştır. Levhalar sabit potansiyele bağlı olduğu sürece, parçacığın karşı levhaya ulaştığı andaki kinetik enerjisi levhalar arası uzaklığın değişmesinden etkilenmez ve sabit kalır.

Adım Adım Çözüm

Levhalar arasındaki elektrik alanın ve yüklü parçacığa etki eden elektriksel kuvvetin ifadesini yazmak.

Elektrik alan

E = \frac{V}{d}

ve parçacığa etki eden elektriksel kuvvet

F = qE = \frac{qV}{d}

olur.

Parçacık üzerine etki eden kuvveti belirleyerek yapılan işi tanımlamak amacıyla bu adım gerçekleştirilir.

Parçacık bir levhadan diğerine ulaştığında yapılan elektriksel işi hesaplamak.

Yapılan iş

W = F \cdot d = \frac{qV}{d} \cdot d = qV

olarak bulunur.

İş-enerji teoremine göre yapılan iş, parçacığın kazandığı kinetik enerjiye eşittir.

Uzaklığın yarıya indirilmesi durumunda yapılan yeni işi analiz etmek.

Yeni uzaklık

d' = \frac{d}{2}

olduğunda yeni kuvvet

F' = \frac{qV}{d/2} = \frac{2qV}{d}

olur. Yapılan iş ise

W' = F' \cdot d' = \frac{2qV}{d} \cdot \frac{d}{2} = qV

olarak kalır.

Yapılan işin uzaklığa bağlı olmadığını ve dolayısıyla kinetik enerjinin değişmediğini doğrulamak için bu analiz yapılır.

Anahtar Kavram

Paralel levhalar arasında yapılan elektriksel iş ve kinetik enerji değişimi ilişkisi

Tahmini Süre:1m 30s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru