Page 4 - Fizik 11 | 2.Ünite

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

Charles Augustin de Coulomb’un (Şarl Ogüsten dö Kulon) elektriksel kuvveti etkileyen değişkenleri belirlemek
amacıyla deneyler yaptığı bilinmektedir. Coulomb, deneylerini yükler arasındaki uzaklığı, yüklerin büyüklüğü-
nü ve aralarındaki ortamı değiştirerek tekrarlamıştır. Deney sonuçlarına göre yükler arasındaki uzaklık arttı-
ğında uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak elektriksel kuvvetin azaldığını, yüklerin büyüklüğü değiştiğinde
yüklerin çarpımları ile doğru orantılı olarak elektriksel kuvvetin arttığını belirlemiştir. Yükler arasındaki ortamı
değiştirdiğinde de elektriksel kuvvetin değiştiğini görmüştür. Bu durum, elektriksel kuvvetlerin yüklerin içinde
bulunduğu ortama bağlı olduğunu gösterir. Buradan yükler arasındaki elektriksel kuvvetin yük büyüklüklerine,
yüklerin kütle merkezlerinin arasındaki uzaklığa ve ortamın özelliğine bağlı olduğu sonucuna ulaşmıştır.
Coulomb, elektriksel kuvvetin büyüklüğünü

1 $
F = k qq 2 olarak belirlemiştir.
2
d

Bu bağıntı, yükler arasındaki etkileşimlerin nelere bağlı olduğunu ortaya koyan deneysel bir kanundur. Cou-
lomb Kanunu olarak isimlendirilen bu bağıntı noktasal olan yükler için geçerlidir.

Elektriksel kuvvetin birimi SI’da Newton’dır ve vektörel bir büyüklüktür. q 1 ve q 2 cisimlerin yükleri olup birimi
Coulomb’dur (C). d, yüklerin kütle merkezleri arasındaki uzaklık olup birimi metredir (m). k ise ortamın cinsine
bağlı sabit olup Coulomb sabiti adını alır.
1
. Nm
2
Coulomb sabiti k = 4rf o = , 89810 9 C 2 dir. Boşlukta en büyük değerini alır. Boşluk ve hava ortamı için
x
.
.
Nm 2
Coulomb sabiti yaklaşık olarak birbirine eşittir ve genellikle k = x 910 9 C 2 olarak kullanılır.
Her ortamın kendine özgü bir elektriksel geçirgenliği vardır. Elektriksel geçirgenlik ε (epsilon) ile ifade edilir. ε 0
boşluğun (yaklaşık olarak havanın) elektriksel geçirgenliği olup büyüklüğü yaklaşık olarak
C 2
x
f = , 88510 - 12 Nm 2 dir.
.
0
1. ÖRNEK

Yükleri +1 C olan noktasal iki cisim yalıtılmış ve sürtünmesiz yatay düzlemde birbirinden 1 m uzakta
tutulmaktadır.
Buna göre
a) Yükler arasındaki elektriksel kuvvet itme kuvveti mi yoksa çekme kuvveti midir?
b) Yüklerin birbirine uyguladığı elektriksel kuvvetin büyüklüğü kaç N olur?
c) Günlük yaşamda saça sürtülen bir tarağın küçük kâğıt parçalarını çekmesinde olduğu gibi
kuvvet değerlerini göz önünde bulundurarak 1 C’luk iki yük arasındaki kuvvetin büyüklüğünü
.
Nm 2
yorumlayınız. ( k = x 910 9 2 alınız.)
C
ÇÖZÜM
a) Aynı cins elektrik yükleri birbirini iter, farklı cins elektrik yükleri birbirini çeker. Cisimlerin yükü (+)
işaretli olduğundan yükler arasında itme kuvveti gerçekleşir.
b) Coulomb kanununa göre elektriksel kuvvetin büyüklüğü
$ 11 $
F = k qq 2 ( F = x 910 9 2 = x 910 9 N olur.
1
d 2 1
c) Saça sürtülen bir tarak küçük kâğıt parçalarını çektiğinde birbirlerine küçük bir kuvvet uygular.
9
1 C’luk iki yük arasındaki 9x10 N büyüklüğündeki kuvvetin çok büyük olduğu görülür.

260