Harika bir test! Fen Bilimleri dersimizin en keyifli konularından biri olan “Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi” ile ilgili bu soruları birlikte adım adım çözelim. Hazırsanız, başlayalım!
1. Aşağıdaki teknolojilerden hangisinde elektriklenmeden yararlanılmamıştır?
Bu soruyu çözmek için, şıklarda verilen teknolojilerin çalışma prensiplerini hatırlamamız gerekiyor. Statik elektrik, yani durgun elektrik, hayatımızın birçok alanında işimizi kolaylaştırır. Bakalım hangisinde durum farklı.
- A) Fabrika bacalarından çıkan dumanların filtrelenmesinde: Bu sistemde, bacadan çıkan toz ve duman parçacıkları elektrikle yüklenir. Sonra bu yüklü parçacıklar, zıt yüklü metal plakalara yapışır. Böylece hava temizlenmiş olur. Yani burada elektriklenme kullanılır.
- B) Fotokopi makinelerinde: Fotokopi makineleri, statik elektriğin en bilinen kullanım alanlarındandır. Elektrikle yüklenen bir yüzey üzerine, yine elektrikle yüklenmiş toner (toz mürekkep) parçacıkları yapıştırılır ve bu görüntü kağıda aktarılır. Yani burada da elektriklenme kullanılır.
- C) Araba kaportalarının boyanmasında: Boya tanecikleri püskürtülürken pozitif (+) yükle yüklenir. Boyanacak olan araba kaportası ise negatif (-) yükle yüklenir. Zıt yükler birbirini çektiği için boya tanecikleri kaportaya tam olarak yapışır ve boya israfı önlenir. Yani burada da elektriklenme kullanılır.
- D) Ağır camların vantuzla taşınmasında: Vantuzun çalışma prensibi tamamen hava basıncına dayanır. Vantuzu cama bastırdığımızda içindeki havayı dışarı atarız. Böylece vantuzun içindeki basınç, dışarıdaki hava basıncından daha düşük olur. Dışarıdaki yüksek basınç, vantuzu cama doğru iter ve yapışmasını sağlar. Bunun elektriklenmeyle bir ilgisi yoktur.
Sonuç: Elektriklenmeden yararlanılmayan teknoloji D şıkkında verilmiştir.
Doğru Cevap: D
2. Yalıtkan ipe asılmış yükü bilinmeyen K küresine yükü bilinmeyen L çubuğu yaklaştırılıyor. Küre ile çubuk birbirini çektiğine göre K küresi ve L çubuğunun yük durumları aşağıdakilerden hangisinde verildiği gibi olamaz?
Bu soruyu çözebilmek için elektriklenmedeki temel kuralları hatırlamalıyız. Unutmayın, bu kurallar çok önemli!
Kural 1: Zıt yüklü cisimler (biri pozitif, diğeri negatif) birbirini çeker.
Kural 2: Aynı yüklü cisimler (ikisi de pozitif veya ikisi de negatif) birbirini iter.
Kural 3: Yüklü bir cisim, nötr (yüksüz) bir cismi her zaman çeker. (Etki ile elektriklenme sayesinde)
Soru bize K ve L’nin birbirini çektiğini söylüyor. Öyleyse şıklardaki durumların hangisinde çekme kuvveti oluşmaz, onu bulmalıyız.
- A) K: Pozitif, L: Negatif
Zıt yüklü oldukları için birbirlerini çekerler. Bu durum olabilir.- B) K: Negatif, L: Nötr
Yüklü bir cisim (K) ile nötr bir cisim (L) birbirini çeker. Bu durum olabilir.- C) K: Nötr, L: Nötr
İki nötr cisim arasında herhangi bir elektriksel çekme veya itme kuvveti oluşmaz. Dolayısıyla birbirlerini çekemezler. Soruya göre bu durum olamaz.- D) K: Nötr, L: Pozitif
Nötr bir cisim (K) ile yüklü bir cisim (L) birbirini çeker. Bu durum olabilir.Sonuç: Birbirini çeken cisimlerin ikisi birden nötr olamaz. Bu yüzden doğru cevap C seçeneğidir.
Doğru Cevap: C
3. Y ve Z küreleri nötr olup Şekil I’deki gibi birbirine temas halindedir. Y ve Z kürelerine Şekil II’deki gibi negatif yüklü K küresi yaklaştırılıyor. Daha sonra K küresi sabit tutulup Şekil III’teki gibi Y ve Z küreleri birbirinden ayrılıyor. Son olarak K küresi uzaklaştırılıyor. Buna göre, son durumda Y ve Z kürelerinin yük durumu aşağıdakilerden hangisi gibi olur?
Bu, “etki ile elektriklenme” konusunun çok güzel bir örneği. Hadi adım adım neler olduğuna bakalım.
Adım 1: K Küresi Yaklaştırılıyor (Şekil II)
Negatif (-) yüklü K küresi, birbirine dokunan nötr Y ve Z kürelerine yaklaştırılıyor. Fizikte temel kural neydi? “Aynı yükler iter, zıt yükler çeker.”
K küresindeki negatif yükler, Y ve Z kürelerinin içindeki serbest elektronları (yani negatif yükleri) itebilecekleri en uzak yere doğru iter. En uzak yer neresi? Tabii ki Z küresi! Bu yüzden elektronlar Y küresinden Z küresine doğru hareket eder.Adım 2: Yüklerin Dağılımı
Elektronlar Y’den Z’ye geçtiği için, Y küresinde elektron eksikliği oluşur. Elektron kaybeden bir cisim ne yüklenirdi? Pozitif (+).
Z küresi ise fazladan elektron kazandığı için ne yüklenir? Negatif (-).Adım 3: Küreler Ayrılıyor (Şekil III)
En önemli nokta burası! K küresi hala orada dururken, yani elektronları Z’de toplanmaya zorlarken, Y ve Z küreleri birbirinden ayrılıyor. Bu ayırma işlemi sayesinde Z’ye giden elektronlar artık Y’ye geri dönemez. Yani Y pozitif, Z de negatif olarak kalır.Adım 4: K Küresi Uzaklaştırılıyor
K küresini ortamdan uzaklaştırdığımızda, Y küresi üzerindeki pozitif yükler ve Z küresi üzerindeki negatif yükler kendi içlerinde homojen bir şekilde dağılır. Ancak Y’nin toplam yükü hala pozitif (+), Z’nin toplam yükü ise hala negatif (-) olur.Sonuç: Son durumda Y küresi pozitif, Z küresi ise negatif yüklüdür.
Bu durumu şıklarda arayalım:
- A) Y: Pozitif, Z: Negatif
Doğru Cevap: A