Harika sorular! Hadi birlikte bu “Elektrik Yükleri ve Elektrik Enerjisi” konusundaki soruları bir dedektif gibi inceleyip çözelim. Unutma, Fen Bilimleri’nde en önemli şey gözlem yapmak ve mantık yürütmektir.
2) K, L, M cisimleri görseldeki gibi yalıtkan bir zemin üzerinde serbest bırakıldığında ok yönünde aynı süratle harekete geçmiştir.
Buna göre
- I. L ve M cisimleri kesinlikle aynı cins elektrik ile yüklüdür.
- II. L cismi nötr (yüksüz) olabilir.
- III. K ve L cisimleri zıt yüklü olabilir.
- IV. M pozitif yüklü ise K’nin yükü kesinlikle negatiftir.
Buna göre yukarıdaki yorumlardan hangileri doğrudur?
A) I ve II
B) I ve III
C) III ve IV
D) I, III ve IV
Çözüm:
Merhaba sevgili öğrencim. Bu soruyu çözmek için elektrik yüklerinin birbirine nasıl etki ettiğini hatırlamamız gerekiyor. Kuralımız neydi? Aynı yükler birbirini iter, zıt yükler ise birbirini çeker. Haydi bu bilgiyle soruyu adım adım çözelim.
Soruda K, L ve M cisimlerinin hepsi birlikte, aralarındaki mesafe değişmeden ok yönünde hareket ediyor. Bu, sanki bir trenin vagonları gibi birlikte ilerledikleri anlamına geliyor. Bu hareketin sebebi cisimlerin birbirine uyguladığı itme ve çekme kuvvetleridir.
Adım 1: L ve M arasındaki ilişkiyi inceleyelim.
En arkadaki M cisminin ileri doğru hareket edebilmesi için önündeki L cisminin onu itmesi gerekir. Çünkü M’nin arkasında onu itecek başka bir cisim yok. Cisimlerin birbirini itebilmesi için ise kesinlikle aynı cins yükle yüklü olmaları gerekir. Yani, L pozitif (+) ise M de pozitif (+); L negatif (-) ise M de negatif (-) olmalıdır. Bu durumda I. yargı kesinlikle doğrudur.
Adım 2: II. ve III. yargıları değerlendirelim.
Madem I. yargı doğru, o zaman L ve M yüklü cisimlerdir. Bu da II. yargının (“L cismi nötr olabilir.”) yanlış olduğunu gösterir. Çünkü nötr bir cisim başka bir cismi itemez, sadece yüklü cisimler tarafından çekilebilir.
Şimdi en ilginç kısma geldik: III. yargı “K ve L cisimleri zıt yüklü olabilir.” diyor. Bu mümkün mü, bir bakalım.
- İhtimal 1: K, L ve M’nin hepsi aynı yüklü olabilir. Mesela hepsi (+) olsun. K, L’yi iter; L de M’yi iter ve hepsi birlikte ileri doğru hareket eder. Bu durum mümkündür. Bu durumda K ve L aynı yüklü olur.
- İhtimal 2: Peki ya K ve L zıt yüklü ise ne olur? Mesela K pozitif (+), L ise negatif (-) olsun. I. yargıdan dolayı L negatif (-) ise M de negatif (-) olmak zorundadır. Şimdi kuvvetleri düşünelim:
- M’ye etkiyen kuvvet: L (-), M’yi (-) iter. Yani M ileri doğru hareket eder. (✓ Sağlandı)
- L’ye etkiyen kuvvet: K (+), L’yi (-) çeker (ileri doğru). M (-), L’yi (-) iter (ileri doğru). L’ye etkiyen iki kuvvet de ileri yönlü! L kesinlikle ileri hareket eder. (✓ Sağlandı)
- K’ye etkiyen kuvvet: L (-), K’yı (+) çeker. Yani K da ileri doğru hareket eder. (✓ Sağlandı)
Gördüğün gibi, K’nin (+), L ve M’nin ise (-) yüklü olması durumunda da hepsi birlikte ok yönünde hareket edebiliyor. Bu durumda K ve L zıt yüklü olmuş oluyor. Demek ki III. yargı da doğru olabilir.
Adım 3: IV. yargıyı kontrol edelim.
IV. yargı “M pozitif yüklü ise K’nin yükü kesinlikle negatiftir.” diyor. Bakalım doğru mu?
Eğer M pozitif (+) ise, I. yargıdan dolayı L de pozitif (+) olmalıdır. L’nin ileri gidebilmesi için K’nin de onu itmesi, yani K’nin de pozitif (+) olması gerekir. Yani M pozitifse K de pozitif olmak zorundadır. Bu yargı ise K’nin kesinlikle negatif olduğunu söylüyor. Bu yüzden IV. yargı yanlıştır.
Sonuç:
Yaptığımız analiz sonucunda I. ve III. yorumların doğru olabileceğini bulduk.
Doğru Cevap: B) I ve III
3) Sabah okula gitmek için hazırlık yapan bir öğrenci, saçlarını plastik tarakla taradıktan sonra saçının kabardığını fark etmiştir. Kabaran saçlarına eliyle dokunduğunda saçları parmaklarına yapışmıştır.
Bu durumla ilgili
- I. Saçını plastik tarakla taradığı için saçları elektriklenmiştir.
- II. Elektriklenmenin nedeni (-) yük alışverişidir.
- III. Öğrencinin saçı ile plastik tarak arasında (+) yük alışverişi gerçekleşmiştir.
yorumlardan hangileri doğrudur?
A) I ve II
B) I ve III
C) II ve III
D) I, II ve III
Çözüm:
Bu soru günlük hayatta hepimizin karşılaştığı bir durumla ilgili. Kışın kazağımızı çıkarırken çıkan o çıtırtılar ya da saçlarımızın böyle kabarması… Hepsinin sebebi sürtünme ile elektriklenme! Hadi soruyu bu bilgilerle çözelim.
Adım 1: I. yargıyı inceleyelim.
Öğrenci saçını plastik tarakla tarıyor ve saçları kabarıyor. Bu olayın adı sürtünme ile elektriklenmedir. Tarak ve saç birbirine sürtündüğünde aralarında bir yük alışverişi olur ve ikisi de elektrikle yüklenir. Bu yüzden saçlar birbirinden ayrılarak kabarır. Dolayısıyla, I. yargı doğrudur.
Adım 2: II. ve III. yargıları birlikte düşünelim.
Şimdi en önemli bilgi geliyor, bunu sakın unutma! Cisimlerin elektriklenmesini sağlayan şey, atomlar arasındaki elektronların, yani negatif (-) yüklerin hareketidir. Atomun çekirdeğindeki protonlar, yani pozitif (+) yükler asla hareket etmezler.
Bu durumda, tarak ve saç arasında bir yük alışverişi olduysa, bu kesinlikle negatif yüklerin, yani elektronların bir cisimden diğerine geçmesiyle olmuştur.
- II. yargı “Elektriklenmenin nedeni (-) yük alışverişidir.” diyor. Bu bilgi, az önce söylediğimiz temel kurala uyuyor. Bu yüzden II. yargı doğrudur.
- III. yargı “Öğrencinin saçı ile plastik tarak arasında (+) yük alışverişi gerçekleşmiştir.” diyor. Pozitif yüklerin (protonların) hareket etmediğini öğrendik. Dolayısıyla bu yargı temelden yanlıştır.
Ek Bilgi: Genellikle saç ve plastik tarak sürtünmesinde, saç elektron kaybederek (+) yüklenir, plastik tarak ise bu elektronları alarak (-) yüklenir.
Sonuç:
Bu durumda I. ve II. yorumlar doğru, III. yorum ise yanlıştır.
Doğru Cevap: A) I ve II