Negatif yüklü bir elektroskobun yaprakları $30^\circ$ açıklığa sahiptir. Bu elektroskoba aynı işaretli yükle yüklü başka bir cisim dokundurulduğunda yaprakların açıklığının $45^\circ$ olduğu gözleniyor.
Bu durum ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Elektroskobun yük miktarı azalmıştır
B) Elektroskobun yük miktarı artmıştır
C) Elektroskobun yük işareti değişmiştir
D) Elektroskop nötr hale gelmiştir
Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek birlikte çözelim. Elektroskoplar, elektrik yükünü algılamak ve yük miktarını karşılaştırmak için kullanılan harika araçlardır.
- Elektroskobun Çalışma Prensibi: Bir elektroskopun yaprakları, üzerindeki elektrik yükü nedeniyle birbirini iter. Bu itme kuvveti, yapraklarda bir açıklık oluşturur. Elektroskop üzerindeki yük miktarı ne kadar fazla olursa, yapraklar arasındaki itme kuvveti de o kadar büyük olur ve dolayısıyla yaprakların açıklığı (açısı) da o kadar artar. Bu durum, yükün pozitif ya da negatif olmasından bağımsızdır; önemli olan yükün miktarıdır.
- Başlangıç Durumu: Soruda, elektroskobun başlangıçta negatif yüklü olduğu ve yapraklarının $30^\circ$ açıklığa sahip olduğu belirtiliyor. Bu, elektroskopta belirli bir miktar negatif yük bulunduğu anlamına gelir.
- Etkileşim: Elektroskoba, aynı işaretli (yani negatif yüklü) başka bir cisim dokunduruluyor. Dokunma (temasla elektriklenme) yoluyla yük transferi gerçekleşir. Eğer iki cisim de negatif yüklüyse ve birbirine dokundurulursa, toplam negatif yük bu iki cisim arasında paylaşılır. Bu paylaşım sonucunda, elektroskobun üzerindeki negatif yük miktarı değişebilir.
- Son Durum ve Gözlem: Cisim dokundurulduktan sonra elektroskobun yapraklarının açıklığının $30^\circ$'den $45^\circ$'ye çıktığı gözleniyor. Yaprak açıklığının artması, elektroskop üzerindeki itme kuvvetinin arttığını gösterir.
- Sonuç Çıkarma: Yaprak açıklığı arttığına göre, elektroskop üzerindeki toplam yük miktarı artmış demektir. Çünkü daha fazla yük, yapraklar arasında daha fazla itme kuvveti ve dolayısıyla daha büyük bir açıya neden olur. Başlangıçta negatif yüklü olan elektroskoba, negatif yüklü bir cisim dokundurulduğunda ve yaprak açıklığı arttığında, elektroskobun yük miktarı artmış ve hala negatif yüklü kalmıştır.
Bu analiz ışığında seçenekleri değerlendirelim:
- A) Elektroskobun yük miktarı azalmıştır: Yaprak açıklığı arttığı için bu ifade yanlıştır.
- B) Elektroskobun yük miktarı artmıştır: Yaprak açıklığı arttığı için bu ifade doğrudur.
- C) Elektroskobun yük işareti değişmiştir: Dokundurulan cisim de negatif yüklü olduğu için yük işareti değişmez, hala negatif kalır. Bu ifade yanlıştır.
- D) Elektroskop nötr hale gelmiştir: Yapraklar hala açık olduğu için elektroskop nötr değildir. Bu ifade yanlıştır.
Cevap B seçeneğidir.
