9. SINIF ELEKTRİKSEL KUVVET

9. Sınıflar fizik dersi, elektrostatik konusu. Aynı veya zıt işaretli elektrik yükleriyle yüklü cisimlerin birbirine uyguladığı kuvvet. Coulomb yasası. Konu anlatımı.

Elektrik yüklerinin birbirlerine uyguladığı itme ve çekme kuvvetlerini veren formül Coulomb tarafından geliştirilmiştir. Bu nedenle bu bağıntıya Coulomb yasası adı verilir. Bazen yükler arasındaki çekim kuvvetine Coulomb kuvveti de denilmektedir. Coulomb yasası iki elektrik yükünün birbirlerine uyguladıkları kuvveti açıklar.

Bu formül iki yükün birbirine uyguladığı çekme veya itme kuvvetinin cisimlerin yüklerinin çarpımıyla doğru, yükler arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılı olduğunu açıklar.

Formülde q₁ ve q₂ elektrik yük değerlerini, d uzaklığı göstermektedir. k değeri ise bir sabittir. Bu sabite Coulomb sabiti adı verilir. Coulomb sabitinin eşiti;

k ≅ 9.10⁹   N.m²/C² dir.

Örneğin;

İki yükün birbirine uyguladığı kuvvet 4F olsun. Yükler arasındaki mesafe 2 katına çıkarılırsa F kuvveti 4 kat azalarak F olur.

1 tane protonun veya elektronun yüküne elemanter yük adı verilmektedir. Bu yükün değeri;

e.y = 1,6 . 10^-19 Coulomb dur.

Yükler Zıt İşaretli İse

Bu durumda iki yük birbirine çekim kuvveti uygulayacaktır. K ve L yüklerinin birbirlerine uyguladıkları çekme kuvvetleri eşit ve zıt yönlüdür.

Yukarıdaki şekilde K ve L yükleri görülmektedir. İki yükün birbirine uyguladıkları kuvvetler arasında;

F_K = - F_L 

ilişkisi vardır. Kuvvetlerin pozitif veya negatif olması şiddetleriyle değil, yönleri ile ilgili bir durumdur. Yukarıdaki eşitlik bize F_K ve F_L kuvvetlerinin büyüklüklerinin eşit, yönlerinin ise birbirine zıt olduğunu gösterir.

K yükü L yükünü kendine doğru çekerken, L yükü ise K yükünü kendine doğru çeker. Bu iki kuvvetin büyüklüğü eşittir.

Yükler Aynı İşaretli İse

Aynı işaretli yükler birbirlerini iteceğinden K yükü L yükünü F kuvveti ile iterken, L yükü ise K yükünü F kuvveti ile itecektir. Bu kuvvetler büyüklük olarak eşit ve yön olarak birbirlerinin zıddıdır.

Şekilde görülen yüklerden K ve L yüklerinin birbirlerine uyguladıkları kuvvetler arasında;

F_K = -F_L ilişkisi vardır.

İkiden fazla yükün birbirine uyguladığı kuvvetlerin bileşkesini bulurken önce bu yüklerin ikişer ikişer birbirlerine uyguladıkları kuvvet bulunur. Bu kuvvetler vektöreldir. Bu kuvvetlerin bileşkesi vektörlerin bileşkesini bulma işlemindeki gibi bulunur.

Örnek:

K, L ve M yükleri bir üçgen oluşturacak biçimde yerleştirilmişlerdir. K yükünün değeri –q, L yükünün büyüklüğü +4q, M yükünün büyüklüğü ise -8q dur.  

K yükünün M yüküne uyguladığı kuvvet F₁, L yükünün M kuvvetine uyguladığı kuvvet F₂  olduğuna göre kuvvetlerin büyüklüklerinin oranı;

F₁/F₂ kaçtır?

Çözüm:

Yükler eşkenar bir üçgen oluşturduğu için yükler arasındaki mesafe eşittir. Yükler arasındaki mesafe d olsun;

K yükünün M yüküne uyguladığı kuvvet;

L yükünün M yüküne uyguladığı kuvvet;

Burada negatif işaret sadece kuvvetin cismi kendisine veya zıt yöne çekmesiyle ilgili bir durumdur. Dolayısıyla kuvvetin büyüklüğünü değil etki yönünü göstermektedir.

9.Sınıflar Elektrik Alanı

SANATSAL BİLGİ

12/10/2017