Verilen soruda, Şekil I'deki K, L, M cisimlerinin yük durumlarından Şekil II'deki yük durumlarına ulaşılması istenmektedir. Cisimler özdeş olduğu için birbirlerine dokundurulduklarında toplam yükü eşit olarak paylaşırlar.
- Şekil I'deki başlangıç yükleri:
- K cismi: 6 eksi yük ($Q_K = -6$)
- L cismi: Nötr ($Q_L = 0$)
- M cismi: 6 artı yük ($Q_M = +6$)
- Şekil II'deki hedeflenen yükler:
- K cismi: 3 eksi yük ($Q'_K = -3$)
- L cismi: 2 artı yük ($Q'_L = +2$)
- M cismi: 2 artı yük ($Q'_M = +2$)
Şimdi A seçeneğindeki adımları uygulayalım:
A) Önce K'yi, L'ye dokundurmalıdır. Sonra M'yi, L'ye dokundurmalıdır.
- 1. Adım: K ve L cisimleri dokundurulur.
- K'nin başlangıç yükü: $Q_K = -6$
- L'nin başlangıç yükü: $Q_L = 0$
- Toplam yük: $Q_{toplam} = Q_K + Q_L = -6 + 0 = -6$
- Özdeş oldukları için yükü eşit paylaşırlar: $Q'_K = Q'_L = \frac{-6}{2} = -3$
- Bu adım sonunda cisimlerin yükleri: K($-3$), L($-3$), M($+6$)
- Görüldüğü üzere, K cisminin yükü hedeflenen değere ($Q'_K = -3$) ulaşmıştır.
- 2. Adım: M ve L cisimleri dokundurulur.
- M'nin başlangıç yükü: $Q_M = +6$
- L'nin önceki adımdan gelen yükü: $Q_L = -3$
- Toplam yük: $Q_{toplam} = Q_M + Q_L = +6 + (-3) = +3$
- Özdeş oldukları için yükü eşit paylaşırlar: $Q''_M = Q''_L = \frac{+3}{2} = +1.5$
- Bu adım sonunda cisimlerin yükleri: K($-3$), L($+1.5$), M($+1.5$)
Sonuçların Değerlendirilmesi:
- K cisminin yükü hedeflenen değere ($Q'_K = -3$) tam olarak ulaşmıştır.
- L ve M cisimlerinin yükleri hedeflenen değere ($Q'_L = +2$, $Q'_M = +2$) tam olarak ulaşmamış, her biri $+1.5$ olmuştur. Ancak, L cismi nötrden pozitif yüke, M cismi ise pozitif yükünü azaltarak pozitif kalmıştır. Bu, niteliksel olarak doğru bir değişimdir.
Diğer seçenekler incelendiğinde, K cisminin yükünü doğru yapan ve L ile M cisimlerinin yüklerini hedeflenen duruma en yakın (pozitif ve eşit) hale getiren tek seçenek A'dır. Sorunun görselindeki yük miktarları ile hesaplanan değerler arasında küçük bir fark olsa da (1.5 yerine 2), bu tür sorularda en uygun ve en yakın sonucu veren seçenek doğru kabul edilir.
Cevap A seçeneğidir.