Yükler arasındaki uzaklık iki katına çıkarsa kuvvet nasıl değişir?

Yükler arasındaki uzaklık iki katına çıkarsa kuvvet nasıl değişir?

Soru: İki noktasal yük arasındaki uzaklık iki katına çıkarılırsa elektriksel kuvvet nasıl değişir?
Kısa Cevap: Yük miktarları ve ortam değişmiyorsa elektriksel kuvvetin büyüklüğü başlangıç değerinin dörtte birine düşer. İlk kuvvet F ise yeni kuvvet F/4 olur.
Çözüm: Coulomb Yasası’na göre F = k · |q₁q₂| / r²’dir. Uzaklık r yerine 2r olduğunda F′ = k · |q₁q₂| / (2r)² olur. (2r)² = 4r² olduğundan F′ = F/4 bulunur.

Kuvvet neden yarıya düşmez?

Elektriksel kuvvet, uzaklığın kendisiyle değil uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Bu nedenle uzaklıktaki değişimin karesi alınır. Mesafe iki katına çıktığında payda dört katına çıkar ve kuvvet dörtte bire iner.

Bu sonuç, noktasal yük modeli için yük miktarları ve ortam sabit tutulduğunda geçerlidir. Aynı anda yükler veya ortam da değişiyorsa bütün değişkenler birlikte değerlendirilmelidir.

Sayısal örnek: Başlangıç kuvveti 80 N ise

Farklı uzaklıklarda kuvvet nasıl değişir?

• Uzaklık 2 katına çıkarsa: Kuvvet F/4 olur.
• Uzaklık 3 katına çıkarsa: Kuvvet F/9 olur.
• Uzaklık yarıya inerse: Kuvvet 4F olur.
• Uzaklık üçte bire inerse: Kuvvet 9F olur.

Genel olarak uzaklık n katına çıkarıldığında, diğer koşullar aynıysa kuvvet F/n² olur. Benzer uygulamaları elektriksel kuvvet alıştırmalarının çözümlerinde inceleyebilirsiniz.

Uzaklık değişince çekme ve itme durumu değişir mi?

Yüklerin işaretleri değişmiyorsa etkileşimin türü değişmez. Aynı işaretli yükler yine birbirini iter, zıt işaretli yükler yine birbirini çeker. Yalnızca uzaklığın artırılması kuvvetin büyüklüğünü azaltır.

Yük miktarı, uzaklık ve ortamın etkilerini birlikte öğrenmek için elektriksel kuvvet etkinliğinin cevaplarına bakabilirsiniz.

Elektriksel kuvvet alıştırmaları: Sayfa 163-165 cevapları

Yük, uzaklık ve kuvvet: Sayfa 155-159 cevapları