Coulomb Yasası, Elektrik Alanı Hesabı Uygulamaları

Fiz-102/112
Uygulamalar
01.03.2007
Coulomb Yasası, Elektrik Alanı Hesabı Uygulamaları
1. Bir kenarının uzunluğu a olan bir karenin köşe noktalarında q, 2q, −q, −2q ile ifade edilen noktasal yükler bulunuyor olsun. Karenin merkezini orjin noktası kabul ediniz. Yükler sırası ile
(−a/2, a/2), (a/2, a/2), (−a/2, −a/2), (a/2, −a/2) noktalarında bulunuyor ise 2q ve −2q yükleri
üzerine etki eden Coulomb kuvvetini ifade ediniz.
2. x-ekseni üzerinde noktasal q1 = 1µC yükü orjinden 1nm uzaklıkta ve noktasal q2 = 1µC yükü
orjinden 2nm uzaklıkta bulunmaktadır. q2 yükü üzerine etki eden toplam elektriksel kuvvetin sıfır
olması için noktasal bir q3 yükü hangi noktaya koyulmalıdır?
3. xy-düzlemi üzerinde merkezi orjinde nulunan 1nm yarıçaplı bir çember göz önüne alınız. çember
üzerinde x-ekseni ile 300 açı yapan bir doğru üzerinde noktasal bir q1 = 1pC yükü, x-ekseni ile
1200 açı yapan bir doğru üzerinde noktasal bir q2 = 1pC yükü ve x-ekseni ile 2700 açı yapan bir
doğru üzerinde noktasal bir q3 = 1pC yükü bulunduğunu varsayınız. Çemberin merkezinde 1C luk
noktasal bir yükün olduğunu farzederek bu yük üzerine etki eden toplam kuvveti hesaplayınız.
4. xy-düzleminin orjininde bulunan q¿0 yüklü noktasal bir parçacığın elektriksel alan çizgilerini çiziniz.
5. Havadaki elektrik alan şiddeti yaklaşık 3 × 106 N/C ( eşdeğer olarak 3 × 106 V /m) değerini geçerse
hava yalıtkanlık niteliğini kaybeder ve kıvılcımlı yük geçişleri ortaya çıkar. Bu değerdeki düzgün
bir elektrik alanda hareket eden bir elektronun ivmesini hesaplayınız. Elektron başlangıçta durgun
kabul edilirse ne kadar yol aldıktan sonra sürati ışık hızının yüzde biri değerine ulaşır.
6. İki tane eşdeğer noktasal 1µC elektrik yüklü cisim xy-düzlemi üzerinde (x=1,y=0)nm ve (x=1,y=0)nm noktalarında bulunmaktadırlar.
(a) (x=0,y=1)nm noktasındaki elektrik alan vektörünüifade ediniz.
(b) (x=0,y=1)nm konumunda bulunan 1µC yüklü üçüncü bir noktasal yük üzerine etki edecek
elektriksel kuvveti bulunuz.
7. Şekilde iki basit sarkaçtan oluşan sistemi gözönüne alınız. Sarkaçların ucundaki noktasal cisimlerin
kütlelerinin ve yüklerinin eşdeğer olduğunu varsayınız. Sarkaçların denge konumları arasındaki
uzaklık d olmak üzere iki sarkacın birbirini iterek dege konumlarına göre θ = 300 açı yapacak
biçimde kaldığını kabul ediniz. Bu durumda sarkaçların birbirine uyguladıkları elektriksel kuvveti
hesaplayınız. İplerdeki gerilme kuvvetlerini ifade ediniz.
T
T
m1 , q1
m2 , q 2
1