11. Sınıf Fizik · 2. Ünite: Elektrik ve Manyetizma

Elektriksel Kuvvet ve Coulomb Yasası

Yünlü kazağa sürtülen balon duvara yapışır; kuru saçı taradığın tarak küçük kâğıt parçalarını çeker. Hiçbirine dokunmadan etki eden bu kuvvet, elektrik yüklerinin birbirine uyguladığı elektriksel kuvvettir. Bu konuda kuvvetin yük miktarına ve uzaklığa nasıl bağlı olduğunu deney verilerinden keşfedecek, bulduğun ilişkiyi (Coulomb Yasası) hesap yapmadan, yalnızca oranları kullanarak farklı durumlara genelleyeceksin.

Kazanımlar

Konu anlatımı

  1. Temas olmadan etki eden kuvvet

  2. Deney verilerinden keşif: kuvvet neye bağlı?

  3. Coulomb Yasası: model

  4. Orantıyla genelleme ve çözümlü örnekler

  5. Birden fazla yük: yönün nitel yorumu

  6. Simülasyonda dene

  7. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

Anahtar terimler

Elektrik yükü
Maddenin elektriksel etkileşim özelliği; pozitif ya da negatif olabilir ve elektron alışverişiyle değişir.
Noktasal yük
Boyutları, aralarındaki uzaklığa göre ihmal edilebilecek kadar küçük yüklü cisim.
Elektriksel kuvvet
Yüklü cisimlerin temas etmeden birbirine uyguladığı itme ya da çekme kuvveti.
Coulomb Yasası
Elektriksel kuvvetin yüklerin çarpımıyla doğru, uzaklığın karesiyle ters orantılı olduğunu söyleyen yasa: F = k|q₁||q₂|/r².
Coulomb sabiti (k)
Coulomb Yasası'ndaki orantı sabiti; boşlukta (havada) sabit bir sayıdır.
Doğru orantı
Bir büyüklük kaç katına çıkınca diğerinin de o kadar katına çıkması.
Ters kare orantısı
Bir büyüklük kaç katına çıkınca diğerinin o sayının karesi kadar azalması.
Bileşke kuvvet
Bir cisme etkiyen birden fazla kuvvetin vektörel toplamı.

Örnek soru

Aralarındaki uzaklık $r$ olan iki noktasal yük birbirine $F$ büyüklüğünde elektriksel kuvvet uyguluyor. Yükler sabit tutulup aralarındaki uzaklık $2r$ yapılırsa kuvvetin büyüklüğü için ne söylenir?

  1. 2 katına çıkar
  2. 1/2 katına düşer
  3. 1/4 katına düşer
  4. 4 katına çıkar
  5. Değişmez

Doğru cevap: C

Çözüm

1. Coulomb Yasası'na göre kuvvet uzaklığın karesiyle ters orantılıdır: $F \propto 1/r^2$.
2. Uzaklık 2 katına çıkarsa $r^2$ 4 katına çıkar; kuvvet $\frac{1}{4}$ katına düşer.
Cevap: 1/4 katına düşer. "Yarıya düşer" seçeneği, kuvvetin uzaklıkla 1/r biçiminde değiştiğini sanan öğrencilerin işaretlediği çeldiricidir; oysa uzaklığın karesi alınmalıdır.

11. Sınıf Fizik: tüm konular