Kitaptaki Soru Metni ve Verilenler
2. ÜNİTE Doğadaki kuvvetler, temas gerektiren ve temas gerektirmeyen kuvvetler şeklinde ikiye ayrılır. Do kunarak itme-çekme kuvveti, kaldırma kuvveti, sürtünme kuvveti gibi kuvvetler makro ölçekte temas gerektiren kuvvetlerdir. Elektriksel kuvvet, manyetik kuvvet, kütle çekim kuvveti gibi kuvvet ler ise temas gerektirmeyen kuvvetlerdir. Kütlesi olan cisimler etraflarında bir kütle çekim alanı oluşturur (Şekil 2.2). Bu alana giren başka bir kütle, kütle çekim kuvvetine maruz kalır. Küt le çekim alanı, kütle çekim ivmesi (g ") ile ilgilidir. Bir kütlenin uzayda belli bir noktada oluşturduğu kütle çekim ivmesi; kütle çekimini oluşturan kütle nin büyüklüğü ile doğru, kütleden uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Kütle çekim ivmesi, birim kütle başına düşen kütle çekim kuvveti olarak tanımlanır ve kuvvetin yönü onu oluşturan kütleye doğrudur. Elektriksel kuvvet ile kütle çekim kuvveti, elektrik sel alan ile kütle çekim ivmesi birbirine benzetile bilir. Yükü olan cisimler etraflarında elektriksel alan oluşturur. Bu elektriksel alana giren yüklü bir başka cisim elektriksel kuvvete maruz kalır. Yüklü parçacı ğın uzayda belli bir noktada oluşturduğu elektriksel alanın büyüklüğü; yükün büyüklüğü ile doğru, yüke olan uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Vektörel bir nicelik olan elektriksel alan “Ev” sembolü ile gösterilir. SI’da elektriksel alanın birimi “volt/met re” (V/m) veya “newton/coulomb”dur (N/C). Yükü q olan noktasal bir cismin bir noktada oluşturduğu elekt riksel alanı bulmak için o noktaya q yüküne kıyasla ih mal edilebilir miktarda pozitif yüke sahip ve elektriksel alanı ihmal edilen hayalî bir test yükü (q0) yerleştirilir ve test yüküne etki eden elektriksel kuvvet bulu nur (Şekil 2.3). Elektriksel kuvvet ile aynı yönlü olan elektriksel alan (Şekil 2.4), birim yük (q0) başına dü şen kuvvet (Fv) olarak tanımlanır. Elektriksel alanın bü yüklüğü matematiksel olarak şu şekilde modellenir: E q F = 0 Bu modelde F, q yükünün q0 test yüküne uyguladığı elektriksel kuvvetin bü yüklüğüdür. F yerine Coulomb kuvvetinin büyüklüğünün matematiksel modeli olan . . F k d q q 2 = 0 yazılırsa elektriksel alanın büyüklüğü, . E k d q 2 = olarak elde edilir. Şekil 2.2: Kütle çekimi alan çizgileri Şekil 2.3: Test yüküne etki eden elektriksel kuvvet d + + +q0 +q Fv Şekil 2.4: Test yükünün bulunduğu noktada elektriksel kuvvet ile aynı yönlü olan +q yükünün elektriksel alanı d + + +q0 +q Ev Noktasal Yüklerin Elektriksel Alanı
Ayrıntılı Adım Adım Çözüm
1. Adım (Fiziksel İlkelerin Tespiti): Soruda verilen fiziksel büyüklükler (kütle, kuvvet, enerji, dalga boyu vb.) SI birim sistemine göre düzenlenir.
2. Adım (Formül ve Bağıntıların Uygulanması): İlgili konunun temel fizik yasası (Newton Kanunları, enerji korunumu, Ohm Yasası veya dalga denklemleri) seçilerek değerler yerine konulur.
3. Adım (Birim Analizi ve Çıkarım): Vektörel yön ve skaler büyüklükler kontrol edilerek neticeye ulaşılır.
