İçeriğe geç
OptikOptik.
YKS · Fen Bilgisi

Elektrostatik Soru Çözümü

Elektrostatik, YKS Fen Bilgisi hazırlığında karşına çıkan konulardan biri. Aşağıda bu konudan seçilmiş çözümlü örnek sorular ve adım adım açıklamalar var. Tamamını çözdükten sonra Optik uygulamasında bu konudan daha fazla soruyu yapay zekâ destekli çözümlerle çalışabilirsin.

Soru 1

Bir küreye yük verildikten sonra, kürenin farklı noktalarına bir test yükü yaklaştırılıyor ve uygulanan kuvvet ölçülüyor. Kuvvetin kürenin her noktasında aynı büyüklükte olduğu gözleniyor. Buna göre, bu küre için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Küre iletkendir.

    Doğru cevap
  2. B

    Küre yalıtkandır.

  3. C

    Küre yarı iletkendir.

  4. D

    Kürenin iletkenlik özelliği belirlenemez.

  5. E

    Küre nötrdür.

Çözüm

İletken bir cisimde yükler serbestçe hareket eder ve dengede yüzeyde düzgün dağılır. Bu nedenle, iletken bir küre yüklendiğinde, yük yüzeyde homojen dağılır ve kürenin dışındaki bir noktada elektrik alan veya kuvvet, kürenin merkezinden eşit uzaklıkta ise aynı olur (küresel simetri). Yalıtkan bir cisimde ise yükler hareket etmez, verildiği noktada kalır, bu yüzden farklı noktalarda farklı kuvvetler ölçülür. Soruda kuvvetin her noktada aynı olması, yükün düzgün dağıldığını, dolayısıyla cismin iletken olduğunu gösterir.

Soru 2

Yük miktarı $+Q$ olan iletken bir küre topraklandığında, kürenin son yükü ne olur?

  1. A

    $+Q$ kalır, çünkü yük korunur.

  2. 0 olur, çünkü yükler toprağa akar ve küre nötr hale gelir.

    Doğru cevap
  3. C

    $-Q$ olur, çünkü toprak negatif yük sağlar.

  4. D

    $+\frac{Q}{2}$ olur, çünkü yük yarıya iner.

  5. E

    Yük değişmez, sadece potansiyel sıfırlanır.

Çözüm

İletken bir küre topraklandığında, kürenin potansiyeli toprak potansiyeline eşitlenir. Toprak potansiyeli genellikle sıfır kabul edilir. Küre başlangıçta $+Q$ yüklüyse, pozitif yükler nedeniyle potansiyeli pozitiftir. Potansiyel farkı nedeniyle, elektronlar topraktan küreye akar ve küredeki pozitif yükleri nötrleştirir. Yük akışı, kürenin potansiyeli sıfır olana kadar devam eder, bu da kürenin nötr (yükü 0) olması demektir. Yük korunumu ilkesine göre, yükler toprağa akarak sistemin toplam yükü korunur, ancak küre nötr hale gelir.

Soru 3

A noktasında $+4Q$, B noktasında $+Q$ yükü bulunmaktadır. Aralarındaki mesafe $d$'dir. Üçüncü bir $+q$ yükü, A ve B arasında serbest bırakılıyor ve dengede kalıyor. Dengedeyken, $+q$ yükü A noktasından ne kadar uzaklıktadır?

  1. A

    $\frac{d}{4}$

  2. B

    $\frac{d}{3}$

  3. C

    $\frac{d}{2}$

  4. $\frac{2d}{3}$

    Doğru cevap
  5. E

    $\frac{3d}{4}$

Çözüm

$+q$ yüküne etkiyen net kuvvetin sıfır olması için, A'daki $+4Q$ yükünden kaynaklanan itme kuvveti ile B'deki $+Q$ yükünden kaynaklanan itme kuvveti büyüklükçe eşit ve zıt yönlü olmalıdır. $+q$'nün A'dan $x$ uzaklıkta olduğunu varsayalım; o zaman B'den uzaklığı $d - x$ olur. Coulomb yasasına göre:

$$k \frac{4Q \cdot q}{x^2} = k \frac{Q \cdot q}{(d - x)^2}$$

Sabitler sadeleşir: $\frac{4}{x^2} = \frac{1}{(d - x)^2}$. Her iki tarafın karekökü alınırsa (pozitif mesafeler için):

$$\frac{2}{x} = \frac{1}{d - x}$$

Çapraz çarpım yapılırsa: $2(d - x) = x \Rightarrow 2d - 2x = x \Rightarrow 2d = 3x \Rightarrow x = \frac{2d}{3}$.

Bu nedenle, denge konumu A'dan $\frac{2d}{3}$ uzaklıktadır. Diğer şıklar bu denklemi sağlamaz.

Elektrostatik konusunu uygulamada çöz

Optik'te YKS Fen Bilgisi dersinde elektrostatik konusundan daha fazla soru, anlık AI çözümleri ve konu tekrarı seni bekliyor.

Ücretsiz başlaApp StoreGoogle Play

Fen Bilgisi — diğer konular

Tümünü gör