Page 68 - Fizik 11 | Kavram Öğretimi Kitabı

40
FİZİK 11

2. ÜNİTE : ELEKTRİK VE MANYETİZMA > 2.2. Elektriksel Potansiyel
Kavram : Elektriksel Potansiyel Enerji
Genel Beceriler : Eleştirel Düşünme Becerisi
Alan Becerileri : Çıkarım Yapma Becerisi

Çalışmanın Adı YER ÇEKİMİ ANALOJİSİ 20 dk.
Çalışmanın Amacı Elektriksel potansiyel enerjiyi açıklayabilme.

Yönerge: Aşağıdaki metinden yararlanarak soruları cevaplayınız.

Dünya, kendisini çevreleyen uzayda ve yerküre üzerinde bulunan tüm kütlelere, yer çekimi alanın-
dan kaynaklanan bir kuvvet uygular. Yer çekimi potansiyel enerjisi, bir cismin Dünya üzerindeki dikey
konumu nedeniyle depolanan enerji olarak tanımlanır.
Yer çekimi potansiyel enerjisi için bir referans nok-
tası tanımlamak gerekir. Bir cismi yer çekimi alanı- Maks mum Potans yel Enerj
na karşı yukarı doğru hareket ettirmek, yer çekimi
potansiyel enerjisini arttırır. Yer çekimi alanı içinde
aşağı doğru hareket eden bir nesne ise yer çeki-
mi potansiyel enerjisini kaybeder. Bir nesnede de-
polanan yer çekimi potansiyel enerjisinin miktarı,
nesnenin sahip olduğu kütle miktarı ile yüksekliğine
bağlıdır. Bir kulenin tepesinde duran topun (Şekil 1)
yere göre bir potansiyel enerjisi vardır.
Yer çekimi kuvvetinden dolayı yüksekte duran bir
kütlenin yer çekimi potansiyel enerjisi olduğu gibi
elektrik alandaki yüklerin de birbirine uyguladıkları
elektriksel kuvvetlerden dolayı bir potansiyel ener-
jisi vardır. Bir elektrik yükünün elektrostatik kuvvet
tarafından harekete geçirildiğinde ne kadar depo-
lanmış enerjiye sahip olduğu bu elektrik alandaki M n mum Potans yel Enerj
yükün iş yapabilme yeteneğini tanımlar.
Şekil 1: Kulenin üzerindeki topun potansiyel enerji değişimi
Pozitif bir yükün yakınına başka bir pozitif yükü ge-
tirmek için iki yükün birbirlerine uyguladıkları elektriksel kuvvet nedeniyle bir iş yapmak gerekir. Bu
işi yapabilmek için bir enerjiye ihtiyaç duyulur. Bu yük serbest bırakılırsa elektriksel itme kuvvetinden
dolayı referans olarak kabul edilen pozitif yükten uzaklaşır. Dolayısıyla bir yükün sahip olduğu enerji,
diğer yüklerin itme ya da çekme kuvvetinden kaynaklanan iş yapabilme yeteneğinden kaynaklanır.
Sabit şekilde duran pozitif bir yükün yanına bir dış kuvvetin etkisi ile başka bir pozitif yük getirilirken
(Şekil 2) elektriksel itme kuvvetlerine karşı bir iş yapılır.

Sab t ek lde Sonsuzdan
duran b r yük get r len b r yük

+ +

Elektr ksel Elektr ksel
kuvvet kuvvet Dı kuvvet

Şekil 2: Sonsuz uzaklıktaki yüklerin birbirine yaklaştırılması

65