Bölüm-IV: Elektriksel Potansiyel

FİZ-102 Uygulama-IV (Kimya Bölümü A Grubu)
(Bölüm-IV: Elektriksel Potansiyel)
1.
29.03.2017
(Young&Freedman, Örnek 23.4)
Bir elektrik dipolde, birbirinden 10 cm uazaklıkta q1=+12 nC
ve q2=-12 nC nokta yükleri bulunmaktadır. Her bir yükün
potansiyellerini toplayarak a, b ve c noktalarındaki
potansiyelleri bulunuz.
2. (Young&Freedman, Örnek 23.7)
Şekilde, kütlesi m= 5,0 μg ve yükü q0=2,0 nC
olan bir toz parçacığı a noktasında durgun
halden başlayıp düz bir çizgi üzerinde b
noktasına gelmektedir. B noktasında sürati
nedir?
5
3. (Serway&Beichner, 25.5) 4,2  10 m/s’ lik bir ilk hızı olan elektronu durdurmak için ne
kadarlık bir potansiyel fark gerekir?
4. (Mazur, Pratik-25.36) Newton başına Coulomb birimindeki elektriksel alan biriminin Volt
başına metreye eşit olduğunu gösteriniz.
5. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 25.16) Eş merkezli iç içe geçmiş iki uzun silindir zıt yük
taşımaktadır. Negatif yüklü iç silindirin potansiyeli 3 kV, pozitif yüklü dış silindirin potansiyeli
17 kV’ tur. Bir dış kuvvet, 0,3 μC’ luk bir yükü kararlı bir şekilde iç silindirden dış silindire
taşımaktadır. Dış kuvvetin yaptığı işi bulunuz.
6. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 25.17) z-ekseni üzerinde z=0 noktasına q1=2 mC, z=1 m
noktasına q2=0,5 mC, z=-0,5 m noktasında q3= -1,5 mC olan yükler yerleştirilmiştir. Sistemin
potansiyel enerjisini hesaplayınız.
7. (Young&Freedman, 23.6) -7,20 mC’ luk bir nokta yük, +2,30 mC’ luk bir nokta yüke ne kadar
yaklaşırsa bu yük çiftinin elektriksel potansiyel enerjisi -0,400 J olur?
8. (Halliday&Resnick, 26.12) Yarıçapı 15 cm olan metal bir kürenin üzerindeki toplam yük 3108
C’ dur.
a) küre yüzeyindeki elektrik alan nedir?
b) küre yüzeyindeki potansiyel nedir?
c) küre yüzeyinden hangi uzaklıkta potansiyel 500 V’ luk azalma gösterir?
9. (Giancoli, 23.55) Bir helyum çekirdeğine 125 keV’ luk kinetik enerji vermek için ne kadarlık
bir potansiyel fark gerekir?
10. (Serway&Beichner 25.43) Sol ucu orijinde bulunan x-ekseni boyunca uzanmış L uzunluklu
bir çubuğun üzerinde düzgün olmayan =x yük yoğunluğu bulunmaktadır. (Burada  pozitif
bir sabittir. a)  sabitinin birimi nedir? b) Çubuğun sol ucundan d uzaklıktaki bir A noktasında
elektrik potansiyeli hesaplayınız.
11. Young&Freedman, 23.13) Doğuya doğru bir düzgün elektrik alanı yönlendirilmiştir. B noktası
A noktasının 2,00 m batısında, C noktası A noktasının 2,00 m doğusunda ve D noktası A
noktasının 2,00 m güneyindedir. B, C ve D’ nin her biri için potansiyel, A noktasına göre
nasıldır? (az, çok, aynı?)
A. OZANSOY, 2017
1
12. (Mazur,
25.19)
Pratik
Verilen durumlar için, parçacık üzerine yapılan elektrostatik işi
küçükten büyüğe sıralayınız. a) +q yükü AB’ ye, b) +q yükü A
C’ye, c) +q yükü BC’ ye ve d) –q yükü AB’ ye hareket ediyor.
13. (Young&Freedman, 23.57)
Şekil, kenarları d uzunluğundaki bir kübün köşelerine yerleştirilmiş 8 nokta
yükü göstermektedir. Bu şekil bir iyonik kristalin bir biriminin modelidir.
Örneğin, NaCl’ de (sodyum klorürde pozitif iyonlar Na+ ve negatif iyonlar
Cl- 'dir. a) Bu düzenlenmenin elektriksel potansiyel enerjisini hesaplayınız.
b) (a) şıkkında U<0 bulmanız gerekir. Bu sonuç ile doğada bulunan bu tür
iyonik kristallerin gözlemi arasındaki ilişkiyi açıklayınız.
14. (Serway&Beichner,
25.10)
y
C
Şekilde düzgün elektrik alan negatif y-ekseni
doğrultusunda ve 325 V/m şiddetindedir. A noktasının
koordinatları (-0.2, -0.3) m ve B noktasının
koordinatları (0.4, 0.5) m’ dir. Kesikli çizgileri
kullanarak VB –VA potansiyel farkını hesaplayınız.
B
x
E
A
15. (Serway&Beichner, 25.45)
a
P
b
Şekilde gösterilen, düzgün dağılmış  yük yoğunluğu bulunan
levhanın ekseni üzerinde bir P noktasında elektriksel
potansiyeli hesaplayınız.
x
16. (Serway&Beichner, 25.46)
Düzgün yük yoğunluğu  olan bir tel şekilde
gösterildiği gibi kıvrılmıştır. O noktasındaki
elektriksel potansiyeli bulunuz.
R
2R
O
2R
17. (Young&Freedman, 23.60)
Kütlesi 1,50 gr olan bir küçük küre, aralarındaki mesafe 5,00 cm olan
iki paralel dik levha arasında bir ipliğe bağlı olarak sallanmaktadır.
Levhalar yalıtkandır ve üzerlerinde düzgün dağılmış yüzey yük
yoğunlukları + ve - vardır. Küre üzerinde q=8,90x10-6 C yük
bulunmaktadır. Levhalar arasındaki potansiyel fark ne olursa iplik
dikey ile 30° açı yapar?
18. (Serway&Beichner, 25.37) Uzayın belirli bir bölgesi üzerinde elektriksel potansiyel V(x,y,z)
=5x -3x2y + 2yz2 olarak veriliyor. Bu bölgede elektrik alanın x,y,z-bileşenlerine ait ifadeleri
bulunuz. Koordinatları metre cinsinden (1,0,-2) olarak verilen bir P noktasındaki elektrik alanın
büyüklüğü ne kadardır?
A. OZANSOY, 2017
2