Pozitif yük (+) ve Negatif yük (-) nedir Test 2

Şekildeki sistemde K küresi +Q yüklü, L küresi nötrdür. K küresi L küresine iletken bir telle bağlanıyor.
İletken tel bağlandıktan sonra K ve L kürelerinin yükleri için ne söylenebilir?

A) K +Q/2, L +Q/2 olur
B) K +2Q/3, L +Q/3 olur
C) K +Q, L nötr kalır
D) K +3Q/4, L +Q/4 olur

Sevgili öğrenciler, bu soruda yüklü ve nötr iki iletken kürenin birbirine bağlanması durumunda yük dağılımının nasıl olacağını anlamamız isteniyor. Adım adım inceleyelim:

• 1. Başlangıç Durumu: K küresinin başlangıçtaki yükü $Q_K = +Q$'dur. L küresinin başlangıçtaki yükü $Q_L = 0$ (nötr)dür.
• 2. Toplam Yükün Hesaplanması (Yük Korunumu): K ve L küreleri birbirine iletken bir telle bağlandığında, bu iki küre artık tek bir sistem gibi davranır. Fizikteki en temel prensiplerden biri olan yük korunumu ilkesine göre, kapalı bir sistemdeki toplam yük miktarı değişmez. Başlangıçtaki toplam yük, K ve L kürelerinin yüklerinin toplamıdır: $Q_{toplam} = Q_K + Q_L = +Q + 0 = +Q$. Tel bağlandıktan sonra da sistemin toplam yükü $+Q$ olarak kalacaktır.
• 3. Yüklerin Yeniden Dağılımı: İletken bir tel ile bağlanan küreler arasında yük akışı olur. Bu akış, kürelerin elektriksel potansiyelleri eşitleninceye kadar devam eder. Soruda kürelerin özdeş (aynı boyut ve malzemeye sahip) olduğu varsayılır. Özdeş iletken küreler birbirine bağlandığında, toplam yük aralarında eşit olarak paylaşılır. Bu durumda, her bir kürenin son yükü, toplam yükün yarısı olacaktır.
• 4. Son Durumdaki Yüklerin Hesaplanması: K küresinin son yükü $Q'_K = \frac{Q_{toplam}}{2} = \frac{+Q}{2}$ olacaktır. L küresinin son yükü $Q'_L = \frac{Q_{toplam}}{2} = \frac{+Q}{2}$ olacaktır.
• 5. Sonuç: İletken tel bağlandıktan sonra K küresinin yükü $+Q/2$, L küresinin yükü ise $+Q/2$ olur. Bu sonuç, seçenek A ile uyuşmaktadır.

Cevap A seçeneğidir.