Examkin

Soru

Zorluk: OrtaSürtünme ve Dokunma ile Elektriklenme

Yalıtkan saplarından tutulan iletken PP ve SS kürelerinin yarıçapları sırasıyla 2r2r ve 3r3r, başlangıçtaki elektrik yükleri ise sırasıyla +15q+15q ve −5q-5q'dur. Bu küreler birbirine dokundurulup elektriksel denge sağlandıktan sonra birbirinden ayrılıyor.

Buna göre, dokundurulma sürecinde küreler arasında gerçekleşen yük geçişi aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

  1. SS küresinden PP küresine 11q11q değerinde negatif yük geçmiştir.Cevap
  2. B
    PP küresinden SS küresine 11q11q değerinde pozitif yük geçmiştir.
  3. C
    Kürelerin son yükleri yarıçaplarına bakılmaksızın eşitlenmiş ve her birinin son yükü +5q+5q olmuştur.
  4. D
    PP küresinden SS küresine 10q10q değerinde pozitif yük geçmiştir.
  5. E
    SS küresinden PP küresine 9q9q değerinde negatif yük geçmiştir.

Cevap

S küresinden P küresine 11q değerinde negatif yük geçmiştir.
Kürelerin dokunma sonrası toplam yükü olan +10q+10q, toplam yarıçap olan 5r5r'ye bölündüğünde yarıçap başına +2q+2q yük düşer. Buna göre 2r2r yarıçaplı kürenin son yükü +4q+4q, 3r3r yarıçaplı kürenin son yükü ise +6q+6q olur. İlk yükü +15q+15q olan küçük kürenin yükünün +4q+4q'ya düşmesi için −11q-11q değerinde negatif yük alması gerekir. Bu negatif yükler diğer küreden geldiği için geçiş büyük küreden küçük küreye doğru gerçekleşir.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam elektrik yükünü ve toplam yarıçapı hesaplayın.
Toplam yük: qtop=(+15q)+(−5q)=+10qq_{top} = (+15q) + (-5q) = +10q. Toplam yarıçap: rtop=2r+3r=5rr_{top} = 2r + 3r = 5r.
Dokunma ile elektriklenmede toplam yük korunur ve toplam kapasiteye (yarıçapa) göre paylaşılır.
2
Kürelerin son yüklerini yarıçapları oranında paylaştırarak bulun.
PP küresinin son yükü: qP′=+10q5r×2r=+4qq'_P = \frac{+10q}{5r} \times 2r = +4q. SS küresinin son yükü: qS′=+10q5r×3r=+6qq'_S = \frac{+10q}{5r} \times 3r = +6q.
Denge durumunda iletken kürelerin yüzey potansiyelleri eşitlenir, bu da yüklerin yarıçaplarla doğru orantılı dağılmasını gerektirir.
3
Kürelerdeki yük değişim miktarını ve hareket eden yük türünü belirleyin.
PP küresinin yük değişimi: ΔqP=qP′−qP=+4q−(+15q)=−11q\Delta q_P = q'_P - q_P = +4q - (+15q) = -11q. Bu değişim, SS küresinden PP küresine −11q-11q değerinde elektron geçişi olduğunu gösterir.
Katı iletkenlerde yalnızca negatif yükler (elektronlar) hareket edebilir. PP küresinin pozitif yük miktarının azalması, dışarıdan elektron aldığını gösterir.

Anahtar Kavram

Dokunma ile elektriklenmede yüklerin korunumu ve yarıçaplar oranında paylaşılması, iletkenlerde yalnızca negatif yüklerin hareket etmesi.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Sürtünme ve Dokunma ile Elektriklenme

Bu konudan daha fazla soru