Harika bir soru! Hadi hep birlikte bu “Kendimizi Değerlendirelim” etkinliğini adım adım, anlayarak çözelim. Unutmayın, Fen Bilimleri’nde en önemli şey, “neden” diye sormak ve mantığını kavramaktır.
1) Şekilde özdeş A, B, C ve D cisimleri üzerindeki yük miktarları gösterilmiştir. Önce A, B ve C cisimleri birbirine dokundurulup ayrılıyor. Ayrılma işleminden sonra A cismi D cismine dokundurulup ayrılırsa son durumda D cisminin yük işaretinin ne olacağını açıklayarak aşağıdaki noktalı yerlere yazınız.
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için dokunma ile elektriklenme konusunu hatırlamamız gerekiyor. İletken ve özdeş cisimler birbirine dokundurulduğunda, toplam yükü aralarında eşit olarak paylaşırlar. Tıpkı üç arkadaşın ceplerindeki misketleri birleştirip sonra eşit olarak paylaşması gibi!
Hadi şimdi adım adım ilerleyelim:
Adım 1: Cisimlerin ilk yüklerini belirleyelim.
Her bir cisimdeki artı (+) ve eksi (-) yükleri sayarak net yükünü bulalım. Unutmayın, bir artı ve bir eksi birbirini nötrler (yok eder).
- A cismi: 3 tane (+) yük, 2 tane (-) yük var. Net yükü: (+3) + (-2) = +1 olur. (Yani A cismi pozitif yüklü)
- B cismi: 1 tane (+) yük, 4 tane (-) yük var. Net yükü: (+1) + (-4) = -3 olur. (Yani B cismi negatif yüklü)
- C cismi: 3 tane (+) yük, 3 tane (-) yük var. Net yükü: (+3) + (-3) = 0 olur. (Yani C cismi nötr)
- D cismi: 3 tane (+) yük, 2 tane (-) yük var. Net yükü: (+3) + (-2) = +1 olur. (Yani D cismi pozitif yüklü)
Adım 2: A, B ve C cisimlerini birbirine dokunduralım.
Bu üç özdeş cismi birbirine dokundurduğumuzda, toplam yükü bulup üçe bölerek paylaşmalarını sağlayacağız.
Toplam Yük = (A’nın Yükü) + (B’nin Yükü) + (C’nin Yükü)
Toplam Yük = (+1) + (-3) + (0) = -2
Şimdi bu -2’lik toplam yükü 3 cisme eşit olarak paylaştıralım. Her bir cisme -2/3’lük yük düşer. Bu durumda, ayrıldıktan sonra A, B ve C cisimlerinin üçü de negatif (-) yüklü olur.
Bizim için önemli olan, bu işlemden sonra A cisminin yeni yükünün negatif olduğudur.
Adım 3: Yeni A cismini, D cismine dokunduralım.
İlk işlemden sonra A cismimiz artık negatif yüklü. D cisminin ilk yükü ise +1 idi.
Şimdi negatif yüklü A cismini, pozitif yüklü D cismine dokunduruyoruz. Dokunma işleminde yine toplam yükü bulup ikiye böleceğiz.
A’nın yeni yükü: -2/3
D’nin yükü: +1 (yani +3/3 olarak da düşünebiliriz)
Yeni Toplam Yük = (A’nın Yükü) + (D’nin Yükü)
Yeni Toplam Yük = (-2/3) + (+1) = (-2/3) + (+3/3) = +1/3
Bu toplam yük (+1/3), A ve D arasında eşit olarak paylaşılır. Her birine (+1/3) / 2 = +1/6’lık bir yük düşer.
Sonuç:
Son hesaplamamızda gördüğümüz gibi, D cisminin son yükü pozitif (+) bir değerdir (+1/6). Bu nedenle, son durumda D cisminin yük işareti POZİTİF (+) olur.
2) Elektriklenme olayından parmak izi çıkarma işleminde nasıl yararlanıldığını araştırarak aşağıda verilen noktalı yerlere yazınız.
Harika bir uygulama sorusu! Evet, filmlerde gördüğünüz o meşhur “parmak izi bulma” sahnesinin arkasında aslında statik elektriklenme yatıyor. Gelin nasıl olduğuna bakalım.
- Adım 1: İz Bırakma
Bir yüzeye dokunduğumuzda, parmaklarımızdaki yağ, ter ve minik parçacıklardan oluşan, gözle görülmeyen bir iz bırakırız. Bu iz, bizim eşsiz parmak izi desenimizi taşır. - Adım 2: Sihirli Tozlar
Olay yeri inceleme ekipleri, bu görünmez izi ortaya çıkarmak için çok ince taneli özel tozlar (karbon tozu veya alüminyum tozu gibi) kullanır. Bu tozlar, fırçaya sürtünerek veya özel bir püskürtücü ile statik elektrikle yüklenir. Tıpkı saçınıza sürttüğünüz bir balonun küçük kağıt parçalarını çekmesi gibi! - Adım 3: Çekim Gücü
Elektrikle yüklenmiş bu toz tanecikleri, parmak izini oluşturan yağlı ve nemli kalıntılara doğru çekilir ve onlara yapışır. Toz parçacıkları ile parmak izi kalıntısı arasında bir çekim kuvveti oluşur. - Adım 4: İzin Ortaya Çıkışı
Fazla tozlar yüzeyden üflendiğinde veya çok yumuşak bir fırçayla alındığında, geriye sadece parmak izi desenine yapışmış olan tozlar kalır. Böylece, daha önce görünmez olan parmak izi artık net bir şekilde görünür hale gelir.
Kısacası, statik elektrikle yüklenen tozların, parmak izi kalıntılarına yapışması prensibi sayesinde suçluların kimlik tespiti gibi çok önemli bir işlem gerçekleştirilir. Fen bilimlerinin günlük hayatta ne kadar işe yaradığını gösteren harika bir örnek!