Uzaktan
etki eden
kuvvet
İki yük birbirine değmeden itip çeker. Mesafeyi iki katına çıkarsan kuvvet dörtte bire iner — çünkü uzaklığın karesiyle ters orantılı. Bu ünitede o kuvvetin hesabını ve etrafındaki görünmez alanı öğreneceksin.
1785 yılında Fransız bilim insanı Charles Augustin de Coulomb, elektriksel kuvvetlerin özelliklerini belirleyen ve günümüzde Coulomb Yasası olarak bilinen önemli bir fizik kanununu formüle etmiştir. Coulomb Yasası; elektrik yüklerinin birbirleri üzerindeki itme ve çekme kuvvetinin büyüklüğünü belirlemek için kullanılır.
Yüklü cisimler arasında oluşan kuvvetler zıt yönlü, eşit büyüklükte ve farklı cisimler üzerindedir. Yani etki-tepki kuvvet çiftidir. Yükleri farklı olsa bile F₁ = F₂'dir.
Yüklü cisimler arasında oluşan kuvvetler temas gerektirmeyen kuvvetlerdir. Cisimlerin birbirine değmesine gerek yoktur; kuvvet aradaki boşluktan etki eder.
Kütle çekim alanı, bir gök cisminin (örneğin Dünya'nın) etrafında çekim kuvvetinin etkili olduğu bölgeyi tanımlar. Bu bölgeye giren bir kütleye kütle çekim kuvveti uygulanır; yani bir cismin kütle çekim kuvvetine maruz kalması için kütle taşıması gerekir. Elektrik yüküne sahip cisimler de çevrelerinde elektrik alanı oluştururlar. Bu elektrik alana giren yüklü cisimlere bu alan tarafından itme veya çekme kuvveti uygulanır.
Pozitif veya negatif yüklü bir cismin yakınında oluşan elektrik alanı, sabit bir yükün yakınına (elektrik alanının ölçüleceği noktaya) +q₀ test yükü konularak tanımlanır. Elektrik alanı, pozitif birim yük başına düşen elektriksel kuvveti ifade eder. Aynı zamanda +q₀ test yüküne etki eden elektriksel kuvvetin yönü, bu deneme yükünün bulunduğu noktadaki elektrik alanının yönünü belirtir.
Elektrik alanı E sembolü ile gösterilir ve vektörel bir büyüklüktür. Uluslararası Birim Sistemi'nde (SI) birimi Newton başına Coulomb'dur (N/C).
Elektrik alanın büyüklüğü, birim pozitif test yük başına düşen kuvvet miktarıdır. Dikkat: sonuçta q₀ yok — alan, test yükünden bağımsızdır.
Sabit yüklü bir cismin yakınına konan +q₀ deneme yüküne etki eden kuvvetin yönü ile elektrik alanın yönü aynıdır. Bu yüzden pozitif yükün etrafında alan dışa doğru, negatif yükün etrafında içe doğrudur.
Elektrik alan vektörel bir büyüklüktür. Yani hem büyüklüğü hem yönü vardır; birden fazla yükün alanları toplanırken vektörel toplama yapılır.
Elektrik alan çizgileri, yüklerin etrafındaki elektrik alanın yönünü ve yoğunluğunu göstermek için kullanılan bir modellemedir. Bu çizgiler, gerçekte var olmayan, ancak problem çözümlerinde kullanılan bir araçtır. Aşağıdan bir yük dizilimi seç.
Pozitif yüklerin etrafında oluşan elektrik alan çizgileri, pozitif yüklerden başlayarak sonsuza doğru yayılır.
Negatif yüke sahip cisimlerin elektrik alan çizgileri sonsuzdan negatif yüklere doğru uzanır.
Pozitif yüklü yük çiftlerinde, elektrik alan çizgileri yüklerden dışarı doğru yayılır. Ortada çizgiler birbirini iterek uzaklaşır.
Negatif yüklü yük çiftlerinde, elektrik alan çizgileri yüklerin kendine doğrudur.
Coulomb kanununa göre verilen değişiklikte kuvvetin nasıl değişeceğini seç.
Coulomb kuvveti ve elektrik alan, atomun içinden gökyüzündeki yıldırıma kadar her ölçekte iş başında.
Kuvvet aralarındaki mesafenin karesi (d²) ile ters orantılıdır. Mesafeyi 2 katına çıkarırsan kuvvet dörtte birine, 3 katına çıkarırsan dokuzda birine iner. Sınav sorularının çoğu bu kareden çıkar.
Yükleri çok farklı iki cisim birbirine eşit büyüklükte, zıt yönlü kuvvet uygular: etki-tepki kuvvet çiftidir. Formülde q₁·q₂ çarpımı ortak olduğu için büyüklük iki taraf için de aynıdır.
Yüklü cisimler arasında oluşan kuvvetler temas gerektirmeyen kuvvetlerdir. Saçına yaklaştırdığın balonun saçını kaldırması, aradaki boşluktan etki eden Coulomb kuvvetidir.
Kütle çekim alanına giren bir kütleye çekim kuvveti uygulanır — bunun için kütle taşımak gerekir. Elektrik alana giren cisme kuvvet uygulanması için ise yük taşıması gerekir. İki alan aynı mantıkla çalışır.
Fransız bilim insanı Charles Augustin de Coulomb, elektriksel kuvvetlerin özelliklerini belirleyen kanunu 1785 yılında formüle etti. Yük biriminin adının Coulomb olmasının sebebi de budur.
Çekirdekteki pozitif protonlar ile etraftaki negatif elektronlar arasındaki çekim, bu ünitedeki Coulomb kuvvetidir. Zıt işarete sahip cisimler birbirini çeker — atomu bir arada tutan da bu.
Elektrik alan çizgileri, gerçekte var olmayan, ancak problem çözümlerinde kullanılan bir araçtır. Alanın yönünü ve yoğunluğunu göstermek için çizilir; çizgi sıklığı alanın kuvvetli olduğu yeri anlatır.
Elektrik alan çizgilerinin sayısı, yük miktarı ile doğru orantılıdır. Şekilde bir yükten çıkan çizgi sayısı diğerinin iki katıysa, yükü de iki katıdır. Çizgiler yüklerin dışında hiçbir noktada kesişmez.
Elektrik alanı, pozitif birim yük başına düşen elektriksel kuvveti ifade eder; yani "kaç newtonluk kuvvet, kaç coulombluk yüke düşüyor". Bu yüzden SI'da birimi Newton başına Coulomb (N/C)'dur.
32 sorudan oluşan bu test ile "Elektriksel Kuvvet ve Elektrik Alan" ünitesini ne kadar kavradığını gör. Her sorudan sonra anında geri bildirim alacaksın.
1785'te Charles Augustin de Coulomb tarafından formüle edildi. Yüklerin birbiri üzerindeki itme ve çekme kuvvetinin büyüklüğünü verir.
Kuvvet, yüklerin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılıdır.
Bağıntıdaki orantı sabitidir; birimi kuvvetin newton çıkmasını sağlar.
Kuvvetler zıt yönlü, eşit büyüklükte ve farklı cisimler üzerindedir; yani etki-tepki kuvvet çiftidir. Ayrıca temas gerektirmezler.
Pozitif birim yük başına düşen elektriksel kuvvettir: E = F/q₀. Test yükünden bağımsızdır.
Elektrik alan E sembolü ile gösterilir, vektörel bir büyüklüktür ve SI'da birimi Newton başına Coulomb'dur.
Sabit yüklü cismin yakınına konan +q₀ deneme yüküne etki eden kuvvetin yönü ile elektrik alanın yönü aynıdır.
Pozitif yüklerden başlayıp sonsuza yayılır; negatif yüklere sonsuzdan doğru uzanır. Zıt yük çiftinde +'dan −'ye yönelir.
Çizgiler yüklerin dışında hiçbir noktada kesişmez, yüzeye dik çıkar/girer ve sayıları yük miktarıyla doğru orantılıdır.