Harika bir çalışma sayfası! Merhaba sevgili öğrencim, ben Fen Bilimleri öğretmenin. Bu soruları birlikte, adım adım ve anlayarak çözeceğiz. Hazırsan başlayalım!
1) Cisimlerin birbiri ile etkileşimi sonucunda üzerinde fazladan elektrik yükü birikmesine “elektriklenme” adı verilir. Elektriklenmeyi bazı doğa olayları ve teknolojideki uygulama örnekleri ile açıklamak mümkündür. Elektriklenmenin yıldırım ve şimşek olaylarının oluşumundaki etkisini açıklayınız.
Bu soruda bizden, günlük hayatta gördüğümüz ama belki de nasıl oluştuğunu tam bilmediğimiz şimşek ve yıldırım olaylarının arkasındaki fen bilimleri gerçeğini, yani elektriklenmeyi açıklamamız isteniyor. Hadi açıklayalım!
Adım 1: Bulutlar Nasıl Elektriklenir?
Öncelikle, gökyüzündeki bulutların içinde ne olduğunu düşünelim. Bulutlar, minicik su damlacıkları ve buz kristallerinden oluşur. Rüzgarın da etkisiyle bu damlacıklar ve kristaller bulutun içinde sürekli hareket eder ve birbirlerine sürterler. Tıpkı bir balonu saçına sürttüğünde olduğu gibi, bu sürtünme sonucunda bulutların içinde bir elektrik yükü ayrışması meydana gelir.Adım 2: Yükler Nerede Toplanır?
Bu sürtünme sonucunda genellikle bulutun üst kısımları pozitif (+) elektrik yüküyle, alt kısımları ise negatif (-) elektrik yüküyle yüklenir. Artık gökyüzünde devasa, yüklü bir pilimiz var gibi düşünebiliriz!Adım 3: Şimşek ve Yıldırım Nasıl Oluşur?
İşte en heyecanlı kısım!
- Şimşek: Bir bulutun negatif yüklü alt kısmı ile pozitif yüklü üst kısmı arasında veya negatif yüklü bir bulut ile pozitif yüklü başka bir bulut arasında biriken bu yükler, aradaki havayı delip geçerek bir anda boşalır. Bu yük akışına biz şimşek diyoruz. Yani şimşek, buluttan buluta veya bulutun kendi içinde gerçekleşen bir elektrik boşalmasıdır.
- Yıldırım: Bazen de bulutun altındaki negatif (-) yükler o kadar fazlalaşır ki, yeryüzünü etkiler. Yeryüzü normalde nötrdür ama bulutun altındaki negatif yükler, yerdeki pozitif (+) yükleri kendine doğru çeker. Bulut ile yeryüzü arasındaki bu büyük yük farkı nedeniyle, negatif yükler buluttan yeryüzüne doğru hızla akar. İşte buluttan yeryüzüne olan bu elektrik boşalmasına da yıldırım adını veriyoruz.
Kısacası, hem şimşek hem de yıldırım, sürtünme ile elektriklenme sonucu bulutlarda biriken devasa statik elektriğin bir anda boşalması olayıdır.
2) Aşağıdaki görsellerde birbiriyle etkileşim durumları verilen cisimlerden yükleri bilinmeyen cisimlerin yüklerini tahmin ederek noktalı yerlere yazınız.
Bu soruyu çözmek için elektriklenmenin altın kuralını hatırlamalıyız: Aynı yükler birbirini iter, zıt yükler ise birbirini çeker. Bir de özel bir durum var: Yüklü bir cisim, nötr bir cismi de çeker. Bu kurallarla görselleri yorumlayalım.
1. Görsel (Soldaki):
Adım 1: Görselde asılı duran iki küreye, altından negatif (-) yüklü bir cisim yaklaştırılıyor.
Adım 2: Kürelerin birbirinden uzaklaştığını, yani birbirini ittiğini görüyoruz. Bu durum, iki kürenin de yükünün aynı olduğunu gösterir. Ya ikisi de (+) ya da ikisi de (-).
Adım 3: Peki hangisi? Küreler aynı zamanda altlarındaki negatif (-) yüklü cisimden de uzaklaşıyor, yani o cisim de küreleri itiyor. Negatif bir cisim neyi iter? Elbette yine negatif yüklü bir cismi!
Sonuç: Bu yüzden her iki kürenin yükü de Negatif (-)’tir.
2. Görsel (Ortadaki):
Adım 1: Bu sefer kürelere pozitif (+) yüklü bir cisim yaklaştırılıyor.
Adım 2: Küreler yine birbirini itiyor. Demek ki yükleri yine aynı.
Adım 3: Küreler, altlarındaki pozitif (+) yüklü cisim tarafından da itiliyor. Pozitif bir cisim, ancak başka bir pozitif yüklü cismi itebilir.
Sonuç: Bu durumda her iki kürenin yükü de Pozitif (+)’dır.
3. Görsel (Sağdaki):
Adım 1: Kürelere bu kez nötr bir cisim yaklaştırılıyor.
Adım 2: Kürelerin hiç hareket etmeden, dümdüz aşağı sarktığını görüyoruz. Birbirlerine ne bir itme ne de bir çekme kuvveti uyguluyorlar.
Adım 3: İki cismin birbirini itmemesi veya çekmemesi için her ikisinin de yüksüz, yani nötr olması gerekir. (Eğer biri yüklü diğeri nötr olsaydı, birbirlerini çekerlerdi.)
Sonuç: Dolayısıyla, her iki kürenin yükü de Nötr’dür.
3) Aşağıdaki görselde sürtünme ile elektriklenen cisimler verilmiştir. Başlangıçta nötr olan çubukların ve kumaşların son durumdaki elektrik yüklerini verilen boşluklara yazınız.
Sürtünme ile elektriklenmede bazı cisim çiftlerinin nasıl yüklendiğini bilmemiz gerekir. Bu, cisimlerin yapısıyla ilgili bir özelliktir. Unutma, elektron veren cisim pozitif (+), elektron alan cisim ise negatif (-) yüklenir.
1. Durum (Soldaki): İpek Kumaş ve Cam Çubuk
Adım 1: Cam çubuk ile ipek kumaş birbirine sürtüldüğünde, elektronlar cam çubuktan ipek kumaşa doğru hareket eder.
Adım 2: Elektronlarını kaybeden cam çubuk, pozitif yük fazlalığına sahip olur. Elektron kazanan ipek kumaş ise negatif yük fazlalığına sahip olur.
Sonuç:
İpek kumaşın yükü: Negatif (-)
Cam çubuğun yükü: Pozitif (+)2. Durum (Sağdaki): Yün Kumaş ve Ebonit Çubuk
Adım 1: Ebonit çubuk (plastik veya bakalit gibi bir maddedir) ile yün kumaş birbirine sürtüldüğünde ise elektronlar bu sefer yün kumaştan ebonit çubuğa doğru hareket eder.
Adım 2: Elektronlarını kaybeden yün kumaş pozitif yüklenir. Bu elektronları alan ebonit çubuk ise negatif yüklenir.
Sonuç:
Yün kumaşın yükü: Pozitif (+)
Ebonit çubuğun yükü: Negatif (-)
Umarım tüm çözümler anlaşılır olmuştur. Fen dersinde başarılar dilerim!