ELEKTRİKSEL KUVVET

11. Sınıf ve lys fizik konusu. Elektrik yüklerinin oluşturduğu elektriksel kuvvetin hesaplanması konu anlatımı ve çözümlü örnekler.


Aralarında r kadar uzaklık bulunan iki cismin birbirine uyguladığı kuvvet aşağıdaki formülle bulunur.

F = k.q1.q2
r2



F: Elektriksel Kuvvet

q1: Elektrik Yükü

q2: Elektrik Yükü

r: Yükler arasındaki uzaklık (m)

k: Coulomb sabiti

Aynı işaretli yükler birbirini iter, zıt işaretli yükler birbirini çeker.

k sabiti yüklerin bulunduğu ortamı niteler ve birimlerin bulunmasına yardımcı olmak üzere kullanılır.

k ≅ 9.109   N.m2/C2 

k=1
4π.ɛ0




ɛ0: Boşluğun elektriksel geçirgenliği olup değeri yaklaşık olarak;

ɛ0 ≅ 8.85.10-12  C2/N.m

Elektrik yük miktarının birimi Coulomb (C)dur.

1 elektron veya proton yükü = 1,6x10-19  C dur.

1 proton veya 1 elektronun yük miktarına birim yük veya elemanter yük (e.y) adı verilir.

Elektrik yükleri birbirine itme veya çekme kuvveti uygular. Uygulanan bu kuvvetin büyüklüğü yüklerin çarpımı ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

elektriksel_kuvvet1 

Aynı işaretli yükler birbirini iter. q1 ile q2 yükü birbirlerine itme kuvveti uygular.


elektriksel_kuvvet2


Zıt yükler birbirini çeker. q2 yükü q1 yükünü kendine çekerken, q1 yükü de q2 yükünü kendine doğru çeker.


Örnek:


elektriksel_kuvvet3



Şekildeki yükler arasındaki mesafe 4 m’dir. q1 yükü 5.10-2 C, q2 yükü 8.10-2 C’dur. Yükler arasındaki itme kuvvetini bulunuz. (k= 9.109.N.m2/C2)


Çözüm:

F = k.q1.q2
r2



F = 9.109.5.10-2.8.10-2
16




F = 9.5.8.109-2-2  
16



F = 22,5 . 105 N



Örnek:

elektriksel_kuvvet4


Şekilde q1 yükü 5 C, q2 yükü 4 C dur. Bu iki yük arasındaki mesafe ise 3 m’dir. 

Buna göre cisimlerin birbirine uyguladığı kuvvet nedir?

(k = 9.109  N.m2/C2 )


Çözüm:

F = k.q1.q2
r2




F = 9.109 .5.4
9



F = 20.109  N olur.



Örnek:

elektriksel_kuvvet5


Şekildeki yüklerden q1 = 25.10-5 C, q2 = 4.10-4 C dur. Cisimlerin birbirlerine uyguladıkları itme kuvveti 36 N olduğuna göre bu iki yük arasındaki uzaklık kaç m’dir?

(k = 9.109 N.m2/C2)


Çözüm:

F = k.q1.q2
r2



F = 9.109.25.10-5 . 4.10-4
x2



36 = 9.25.4.109-5-4
x2




36x2 = 36.25

x2 = 25

x = 5 m


Örnek:


elektriksel_kuvvet6


X, Y ve Z yükleri şekildeki gibi bir üçgenin köşeleri üzerine sabitlenmişlerdir. Y ve Z yüklerinin X yüküne uyguladıkları bileşke kuvvet kaç N dur?

(k = 9.109 N.m2/C2, sin45° = cos45° = 0,7)


Çözüm:

Y yükünün X yüküne uyguladığı kuvvet;

F(y, x) = 9.109. 20.10-6 . 8.10-4
(4.10-1)2



F(y, x) = 9.20.8.109-6-4
16.10-2




F(y, x) = 90.10= 900 N


Z yükünün X yüküne uyguladığı kuvvet;

F(y, x) = 9.109 . 8.10-4 . 20.10-6
(4.10-1)2



F(y, x) =9.8.20.109-4-6
16.10-2




F(y, x) = 900 N


elektriksel_kuvvet7b




Şekildeki 900 N luk iki kuvvetin bileşkesi aşağıdaki formülle bulunabilir.

FB2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα°

cos90° = 0 olduğundan

FB2 = 9002 + 9002


FB = 900√2  N olur.



Örnek:

elektriksel_kuvvet8


Şekildeki gibi sabitlenmiş q1 = 8.10-3 C, ve q2 = 25.10-4 C değerindeki yüklerin arasındaki uzaklık 5 m olduğuna göre bu yüklerin birbirlerine uyguladıkları itme kuvveti kaç N’dur?

(k = 9.109 N.m2/C2)

Çözüm:

F = k.q1.q2
r2



F = 9.109 . 8.10-3 . 25.10-4
25




F = 9.8.25.109-3-4 
25




F = 72.102

F = 7200 N bulunur.


Elektriksel Alan Konusu




SANATSAL BİLGİ

01/02/2017


  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI