Sorunun Çözümü
Ampul parlaklığı, üzerinden geçen akım miktarı ile doğru orantılıdır. Akım ne kadar fazlaysa, ampul o kadar parlak yanar. Ohm Kanunu'na göre ($I = V/R_{toplam}$), devredeki toplam direnç azaldıkça akım artar.
- İletken Çubukların Direnci: Bir iletkenin direnci, $R = \rho \frac{L}{A}$ formülü ile hesaplanır. Burada $\rho$ öz direnç, $L$ uzunluk ve $A$ kesit alanıdır. Soruda çubukların aynı maddeden yapıldığı ($\rho$ aynı) ve aynı uzunlukta ($L$ aynı) olduğu belirtilmiştir.
- P Ampulünün Bulunduğu Devre (1. Devre):
- Bu devredeki iletken çubuğun kesit alanı $2S$'dir.
- Çubuğun direnci: $R_{çubuk1} = \rho \frac{L}{2S}$.
- Devrenin toplam direnci: $R_{toplam1} = R_{ampul} + R_{çubuk1}$.
- R Ampulünün Bulunduğu Devre (2. Devre):
- Bu devredeki iletken çubuğun kesit alanı $S$'dir.
- Çubuğun direnci: $R_{çubuk2} = \rho \frac{L}{S}$.
- Devrenin toplam direnci: $R_{toplam2} = R_{ampul} + R_{çubuk2}$.
- Dirençlerin Karşılaştırılması:
- $R_{çubuk2} = \rho \frac{L}{S}$ ve $R_{çubuk1} = \rho \frac{L}{2S}$ olduğundan, $R_{çubuk2} = 2 \cdot R_{çubuk1}$'dir. Yani, ikinci devredeki çubuğun direnci daha fazladır.
- Ampuller özdeş olduğu için $R_{ampul}$ her iki devrede de aynıdır.
- Bu durumda, $R_{toplam2} = R_{ampul} + R_{çubuk2}$ ve $R_{toplam1} = R_{ampul} + R_{çubuk1}$ olduğundan, $R_{toplam2} > R_{toplam1}$ olur.
- Akımların ve Parlaklıkların Karşılaştırılması:
- Piller özdeş olduğu için her iki devredeki gerilim ($V$) aynıdır.
- Ohm Kanunu'na göre ($I = V/R_{toplam}$), toplam direnci daha az olan devreden daha fazla akım geçer.
- $R_{toplam1} < R_{toplam2}$ olduğu için, 1. devreden geçen akım ($I_P$) 2. devreden geçen akımdan ($I_R$) daha büyük olacaktır ($I_P > I_R$).
- Daha fazla akım geçen ampul daha parlak yanacağından, P ampulü R ampulünden daha parlak yanacaktır.
Sonuç olarak, P ampulü "Çok Parlak", R ampulü ise "Az Parlak" olacaktır.
Cevap A seçeneğidir.