Yüklü Parçacıklar Arasındaki Kuvvet Nedir ve Nasıl Hesaplanır?

Yüklü Parçacıklar Arasındaki Kuvvet Nedir ve Nasıl Hesaplanır?

Yüklü Parçacıklar Arasındaki Kuvvet Nedir?

Yüklü parçacıklar arasındaki kuvvet, elektrostatik kuvvet olarak bilinir. Bu kuvvet, yüklenmiş parçacıklar arasında var olan elektriksel çekim veya itme kuvvetidir. Elektrik yükleri, pozitif veya negatif olabilen küçük parçacıklardır ve bunların varlığı elektriksel kuvvetleri açıklar.

Pozitif yükler, diğer pozitif yükleri iterek, negatif yükleri ise kendilerine çekerek etkileşirler. Negatif yükler ise tam tersine, diğer negatif yükleri iterek, pozitif yükleri ise kendilerine çekerek etkileşirler.

Yüklü parçacıklar arasındaki elektrostatik kuvvet, Coulomb yasası kullanılarak hesaplanabilir.

Coulomb Yasası Nedir?

Coulomb yasası, iki yüklü parçacık arasındaki elektrostatik kuvvetin büyüklüğünü hesaplamak için kullanılır. Bu yasa, Fransız fizikçi Charles-Augustin de Coulomb tarafından keşfedilmiştir.

Coulomb yasası, iki yük arasındaki elektrostatik kuvvetin büyüklüğünü şu şekilde ifade eder:

F = k * (q1 * q2) / r^2

Burada,

• F, iki yüklü parçacık arasındaki elektrostatik kuvvetin büyüklüğünü ifade eder.
• q1 ve q2, sırasıyla iki yüklü parçacığın yüklerini ifade eder.
• r, iki yüklü parçacık arasındaki mesafedir.
• k, Coulomb sabiti olarak bilinen bir sabittir ve 9 x 10^9 N.m^2/C^2 değerine sahiptir.

Bu formül, yüklerin büyüklüğü ve mesafesi arasındaki ilişkiyi gösterir. Yüklerin büyüklüğü arttıkça, elektrostatik kuvvet de artar. Ayrıca, yükler arasındaki mesafe azaldıkça, elektrostatik kuvvet de artar.

Örnek Bir Soru

İki nokta yükü arasındaki elektrostatik kuvvetin büyüklüğü, 2 N’dir. İki yük arasındaki mesafe 1 metre olduğuna göre, her bir yükün büyüklüğü nedir?

Çözüm:

Coulomb yasasına göre,

F = k * (q1 * q2) / r^2

İki yüklü parçacık arasındaki kuvvet, 2

Nokta yükler arasındaki mesafe, r = 1 m olarak verilmiştir.

Coulomb sabiti, k = 9 x 10^9 N.m^2/C^2 olarak bilinmektedir.

Kuvvetin büyüklüğü verildiğinden,

2 N = k * (q1 * q2) / r^2

2 N = 9 x 10^9 N.m^2/C^2 * (q1 * q2) / (1 m)^2

2 N * (1 m)^2 = 9 x 10^9 N.m^2/C^2 * q1 * q2

2 N * m^2 / (9 x 10^9 N.m^2/C^2) = q1 * q2

q1 * q2 = 2 N * m^2 / (9 x 10^9 N.m^2/C^2)

Burada, q1 ve q2 yükleri eşit olduğundan,

q1 = q2 = q

q * q = 2 N * m^2 / (9 x 10^9 N.m^2/C^2)

q^2 = 2 x 10^-7 C^2

q = sqrt(2 x 10^-7) C

q = 1.41 x 10^-4 C

Her bir yükün büyüklüğü, 1.41 x 10^-4 C’dir.