Question

11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 301, 302, 303 Cevapları - Tutku Yayıncılık

Answer 1

2. ÜNİTE: 2. BÖLÜM DEĞERLENDİRME SORULARI

A. Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun kelimeleri kullanarak tamamlayınız.

Cevap: 1. eş potansiyel 2. skaler 3. elektriksel iş 4. volt 5. potansiyel

1. Bir yük eş potansiyel iki nokta arasında hareket ediyorsa iş yapılmaz.
2. Potansiyel ve potansiyel fark skaler büyüklüklerdir.
3. Elektrostatik potansiyel enerjideki değişim elektriksel iş olarak da tanımlanır.
4. Elektrik potansiyelinin SI birim sisteminde birimi volttur.
5. Birim yük başına düşen enerjiye potansiyel denir.

B. Aşağıdaki cümlelerin başına doğru ise “D”, yanlış ise “Y” yazınız.

Cevap: 1. Y 2. D 3. D 4. D 5. D

1. (Y) Aynı işaretli iki yükü birbirine yaklaştırmak için gerekli işi sistem yapar.
2. (D) “+” işaretli iki yükün bulunduğu sistemde potansiyel sıfır olamaz.
3. (D) Elektriksel potansiyel enerji “+” ve “-” işaretli değerler alabilir.
4. (D) Aynı işaretli yüke sahip noktasal cisimlerden oluşan sistemde potansiyel sıfır olamaz.
5. (D) Serbest elektronlar potansiyelin düşük olduğu noktadan yüksek olduğu noktaya doğru hareket eder.

C. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.

1. Noktasal bir yükün etrafında oluşan elektriksel potansiyelin büyüklüğü hangi faktörlere bağlıdır?

Noktasal bir yükün etrafında oluşan elektriksel potansiyelin büyüklüğü, noktasal yükün büyüklüğüne ve noktasal yüğe olan uzaklığa bağlıdır. Noktasal bir yük Q tarafından oluşturulan elektriksel potansiyel V, şu formülle hesaplanır:

$$V=$$Q/rk

Burada, k Coulomb sabiti, r ise noktasal yüğe olan uzaklıktır. Bu formül, noktasal yükün etrafındaki herhangi bir noktada geçerlidir. Noktasal yükten eşit uzaklıktaki noktaların aynı potansiyele sahip olduğu görülür. Bu noktalar, eş potansiyel yüzeyleri oluşturur. Noktasal yük için eş potansiyel yüzeyler, yükün merkezinden geçen kürelerdir.

2. “Eş potansiyel yüzeyi” kavramı açıklayınız.

Cevap:

“Eş potansiyel yüzeyi” kavramı, elektrik potansiyelinin aynı olduğu noktaların oluşturduğu yüzeydir. Yani, eş potansiyel yüzeyindeki herhangi iki nokta arasındaki potansiyel fark sıfırdır ve bir yükü bir noktadan başka bir noktaya hareket ettirmek için iş yapmak gerekmez. Bir eş potansiyel yüzey, bir noktadaki elektrik alana dik olmalıdır.

Örneğin, yüklü paralel levhalar arasında oluşan elektrik alan, levhalar arasındaki her noktada sabit ve levhalara paraleldir. Bu nedenle, levhalar arasındaki herhangi bir düzlem, eş potansiyel yüzeyidir. Aynı şekilde, noktasal bir yük tarafından oluşturulan elektrik alan, yükten eşit uzaklıktaki her noktada aynıdır. Bu nedenle, yükün merkezinden geçen küreler, eş potansiyel yüzeylerdir.

3. Yüklü bir cismin yeri değiştiği hâlde yapılan işin sıfır olması nasıl açıklanır?

Yüklü bir cismin yeri değiştiği hâlde yapılan işin sıfır olması, cismin hareket ettiği yol boyunca elektrik alanın sabit olması veya cismin hareket yönüne dik olması durumunda mümkündür. Bu durumlarda, cismin elektrik potansiyeli değişmez ve potansiyel enerjisi sabit kalır. Yapılan iş, potansiyel enerji değişimine eşit olduğu için sıfır olur.

Örneğin, yüklü paralel levhalar arasında oluşan elektrik alan, levhalar arasındaki her noktada sabit ve levhalara paraleldir. Bu nedenle, levhalar arasında yüklü bir cisim hareket ettirilirse, yapılan iş sıfır olur. Aynı şekilde, yüklü bir cisim, elektrik alanın bulunmadığı bir bölgeden başka bir bölgeye taşınırsa, yapılan iş sıfır olur.

Ç. Aşağıdaki problemleri çözünüz.

1. Aralarında 30 cm uzaklık bulunan iletken levhalar üzerine 90 V gerilim uygulanıyor. A ve B noktaları arasındaki potan- gQ v + siyel fark VAB kaç volt olur?

Cevap: –27 V

Soru: Yükleri 4-10 5C ve 5-10 5C olan iki yük şekildeki gibi konumlarında sabit tutulmaktadır. Buna göre;

a) Sistemin elektrostatik potansiyel enerjisini,

Cevap: 6 J

b) A noktasının potansiyelini,

Cevap: 1,8 ·105 V

c) … C’luk bir yükü sonsuzdan A noktasına getirmek için yapılacak işi bulunuz.

Cevap: 36 J

3. Yatay düzlemde bulunan +2q ve -q noktasal yükleri arasındaki uzaklık 4d iken 2d yapılıyor. Buna göre;

a) Yapılan iş kaç …olur?

Cevap: – 1/2

b) İş sistem tarafından mı yoksa dışarıdan uygulanan kuvvet tarafından mı yapılmıştır? Tartışınız.

Cevap: İş, sistem tarafından yapılmıştır.

4. Kenar uzunluğu a olan karenin köşelerine şekildeki gibi dört tane yük konuluyor. Karenin merkezinde oluşan potansiyel olur 

D. Aşağıdaki test sorularını çözünüz.

1. Elektrik potansiyelinin birimi olan volt yerine aşağıdakilerden hangisi kullanılabilir?
A) Watt • saniye
B) Joule/coulomb
C) Coulomb/metre
D) Coulomb/saniye
E) Coulomb • Joule

Cevap: B

2. Yatay zemin üzerinde dairesel şekil üzerindeki +2q ve +q yüklerinin konumları şekildeki gibidir. A noktasındaki +2q yükü sabit tutulurken B noktasındaki +q yükü daire üzerinde ok yönünde hareket ettirilerek C noktasına getiriliyor. Yükün hareketi boyunca O noktasında oluşan elektriksel potansiyelin büyüklüğü hakkında aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

Cevap: A

3. Aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Aynı işaretli yükler arasındaki uzaklığı azaltmak için dışarıdan iş yapılmalıdır.
B) Potansiyel fark skaler büyüklüktür.
C) Zıt işaretli iki yükten oluşan sistemdeki elektriksel potansiyel enerji daima negatif işaretlidir.
D) Eşit büyüklükte ve zıt işaretli iki yükten oluşan sistemdeki her noktada potansiyel daima sıfır olur.
E) Negatif yüklü noktasal bir cisimden uzaklaştıkça potansiyel artar.

Cevap: D