Sorunun Çözümü
Verilen problemi adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- K Küresi Durumu:
- Asılı K küresi pozitif (+), zemindeki küre negatiftir (-).
- Zıt yükler birbirini çeker. Bu nedenle, zemindeki negatif küre, K küresini yukarı doğru bir elektriksel çekim kuvveti (\(F_{eK}\)) ile çeker.
- K küresi üzerindeki kuvvetler dengededir: İpteki gerilme (T) + Elektriksel çekim kuvveti (\(F_{eK}\)) = K'nin ağırlığı (\(G_K\)).
- Yani, \(T + F_{eK} = G_K\).
- L Küresi Durumu:
- Asılı L küresi nötr (0), zemindeki küre de nötrdür (0).
- Nötr cisimler arasında önemli bir elektriksel kuvvet oluşmaz.
- L küresi üzerindeki kuvvetler dengededir: İpteki gerilme (T) = L'nin ağırlığı (\(G_L\)).
- Yani, \(T = G_L\).
- M Küresi Durumu:
- Asılı M küresi negatif (-), zemindeki küre de negatiftir (-).
- Aynı yükler birbirini iter. Bu nedenle, zemindeki negatif küre, M küresini yukarı doğru bir elektriksel itme kuvveti (\(F_{eM}\)) ile iter.
- M küresi üzerindeki kuvvetler dengededir: İpteki gerilme (T) + Elektriksel itme kuvveti (\(F_{eM}\)) = M'nin ağırlığı (\(G_M\)).
- Yani, \(T + F_{eM} = G_M\).
Soruda iplerdeki gerilmelerin eşit olduğu belirtilmiştir (T). Bu durumda denklemleri karşılaştırırsak:
- \(G_K = T + F_{eK}\)
- \(G_L = T\)
- \(G_M = T + F_{eM}\)
Elektriksel kuvvetler (\(F_{eK}\) ve \(F_{eM}\)) sıfırdan büyük değerler olduğu için:
- \(G_K > T\)
- \(G_M > T\)
Bu durumda, \(G_K > G_L\) ve \(G_M > G_L\) olduğu açıkça görülmektedir. Yani, K ve M küreleri, L küresinden daha ağırdır.
Seçenekleri inceleyelim:
- A) K, L ve M kürelerinin ağırlıkları eşittir. (Yanlış, L küresi daha hafiftir.)
- B) K küresi, L küresinden daha ağırdır. (Doğru, çünkü \(G_K = T + F_{eK}\) ve \(G_L = T\).)
- C) K küresi, M küresinden daha ağırdır. (Bilinemez, \(F_{eK}\) ve \(F_{eM}\) arasındaki ilişki hakkında bilgi yok.)
- D) M küresi, L küresinden daha ağırdır. (Doğru, çünkü \(G_M = T + F_{eM}\) ve \(G_L = T\).)
Sorunun doğru cevabı D seçeneği olarak verildiği için, M küresinin L küresinden daha ağır olduğu ifadesi kesinlikle doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.