📄 11. Sınıf Fizik: Elektriksel kuvvet Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Verilenler:

\(q_1 = +4 \times 10^{-6}\) C

\(q_2 = -2 \times 10^{-6}\) C

\(r = 30\) cm \(= 0.3\) m

\(k = 9 \times 10^9 \text{ N \cdot m^2/C^2}\)



Coulomb Kanunu'na göre elektriksel kuvvetin büyüklüğü \(F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}\) formülü ile bulunur.

Değerleri yerine yazalım:

\(F = (9 \times 10^9) \frac{|(+4 \times 10^{-6}) \cdot (-2 \times 10^{-6})|}{(0.3)^2}\)

\(F = (9 \times 10^9) \frac{|-8 \times 10^{-12}|}{0.09}\)

\(F = (9 \times 10^9) \frac{8 \times 10^{-12}}{9 \times 10^{-2}}\

\(F = \frac{9 \times 8}{9} \times 10^{9-12-(-2)}\

\(F = 8 \times 10^{-1}\)

\(F = 0.8\) N



Yükler zıt işaretli olduğu için birbirlerini çekerler. Kuvvetin büyüklüğü \(0.8\) N'dur.\)

💡 Çözüm Adımları:

\(q_B\) yüküne etki eden net kuvveti bulmak için, \(q_A\) ve \(q_C\) yüklerinin \(q_B\) üzerine ayrı ayrı uyguladığı kuvvetleri bulup vektörel olarak toplamamız gerekir.



1. \(q_A\) yükünün \(q_B\) yüküne uyguladığı kuvvet (\(F_{AB}\)):

\(q_A = +Q\) ve \(q_B = -2Q\) zıt işaretli oldukları için birbirlerini çekerler. Bu durumda \(F_{AB}\) kuvveti \(q_B\) yükünü \(q_A\) yüküne doğru, yani sola doğru olacaktır.

Büyüklüğü: \(F_{AB} = k \frac{|q_A q_B|}{d^2} = k \frac{|(+Q)(-2Q)|}{d^2} = k \frac{2Q^2}{d^2}\)



2. \(q_C\) yükünün \(q_B\) yüküne uyguladığı kuvvet (\(F_{CB}\)):

\(q_C = +3Q\) ve \(q_B = -2Q\) zıt işaretli oldukları için birbirlerini çekerler. Bu durumda \(F_{CB}\) kuvveti \(q_B\) yükünü \(q_C\) yüküne doğru, yani sağa doğru olacaktır.

Büyüklüğü: \(F_{CB} = k \frac{|q_C q_B|}{d^2} = k \frac{|(+3Q)(-2Q)|}{d^2} = k \frac{6Q^2}{d^2}\)



3. \(q_B\) üzerindeki net kuvvet (\(F_{net}\)):

\(F_{AB}\) sola, \(F_{CB}\) sağa doğru olduğu için net kuvvet, büyüklüklerinin farkı alınarak bulunur. Yönü ise büyük olan kuvvetin yönündedir.

\(F_{CB}\) (\(k \frac{6Q^2}{d^2}\)) > \(F_{AB}\) (\(k \frac{2Q^2}{d^2}\)) olduğu için net kuvvet sağa doğrudur.

\(F_{net} = F_{CB} - F_{AB} = k \frac{6Q^2}{d^2} - k \frac{2Q^2}{d^2} = k \frac{(6-2)Q^2}{d^2} = k \frac{4Q^2}{d^2}\)



\(q_B\) yüküne etki eden net elektriksel kuvvetin büyüklüğü \(k \frac{4Q^2}{d^2}\) olup, yönü sağa doğrudur.

💡 Çözüm Adımları:

Elektriksel kuvvetin günlük hayatta ve teknolojide birçok kullanım alanı vardır:

1. Fotokopi Makineleri ve Lazer Yazıcılar: Bu cihazlar, toner tozunu (elektrik yüklü parçacıklar) kağıda çekmek için elektriksel kuvveti kullanır. Önce kağıt veya tambur belli bir desenle elektriksel olarak yüklenir, ardından zıt yüklü toner tozları bu yüklü bölgelere çekilerek görüntü oluşturulur.

2. Elektrostatik Boyama: Otomobil endüstrisinde ve diğer birçok alanda kullanılan elektrostatik boyama yönteminde, boya partikülleri elektrikle yüklenir ve boyanacak yüzey zıt işaretle yüklenir. Bu sayede boya partikülleri, elektriksel çekim kuvveti sayesinde yüzeye homojen bir şekilde ve minimum kayıpla yapışır. Bu yöntem, boyanın daha verimli kullanılmasını ve daha düzgün bir kaplama elde edilmesini sağlar.