Page 70 - Fizik 11 | Kavram Öğretimi Kitabı

41
FİZİK 11

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

Çalışmanın Adı BİR PİLİN KUTUPLARI NE ANLAMA GELİR? 20 dk.
Çalışmanın Amacı Elektriksel potansiyel kavramını açıklayabilme.

Yönerge: Aşağıdaki metinden yararlanarak soruları cevaplayınız.

Bir cismi yer çekimi kuvvetine karşı düşük potansiyel enerjiden yüksek potansiyel enerjiye hareket
ettirmek için bir kuvvet tarafından iş yapılması gerekir. Öte yandan, nesneler yer çekimi alanında
kaynaklanan kuvvetin etkisi altında yüksek potansiyel enerjiden düşük potansiyel enerjiye doğru
hareket eder. Nesnelerin yüksek enerjiden düşük enerjiye geçmesi doğaldır ancak bir cismi düşük
enerjiden yüksek enerjiye taşımak için iş gereklidir. Bir nesneyi yer çekimi alanı yönünde hareket
ettirmek için çalıştığında, nesne potansiyel enerjisini kaybeder. Nesnenin konumu nedeniyle depola-
nan potansiyel enerji, cisim yer çekimi alanının etkisi altında hareket ettikçe kaybolur. Diğer taraf-
tan bir nesneyi yer çekimi alanına karşı hareket ettirmek için enerji gerekecektir. Referans noktası
yerkü rede durmakta olan bir nesne, doğal olarak yer çekimi alanına karşı hareket etmeyecek ve
potansi yel enerji kazanmayacaktır. Yüksekliğinden dolayı potansiyel enerjiyi kazanması için nesne-
ye (Şekil 1) bir dış kuvvet tarafından iş yaptırılması gerekir.

Yüksek
potans yel
enerj

Yerçek m Dı kuvvet
tarafından tarafından
yapılan yapılan
Dü ük
potans yel
enerj

Şekil 1: Yer çekimi potansiyel enerjisi diyagramı

Benzer şekilde, bir elektrik alanındaki bir yükü bu alana karşı hareket ettirmek için iş yapılması ge-
rekir. Bir dış kuvvet tarafından yapılan iş, cisme potansiyel enerji katacaktır. Diğer taraftan bir cismi
yüksek potansiyelli enerji konumundan düşük potansiyelli enerji konumuna hareket ettirmek için iş
yapmak gerekmez. Bu ilke bir elektrik alanı içindeki yükün hareketine benzetildiğinde iş, enerji ve
bir yükün hareket yönü arasındaki ilişki daha anlaşılır hâle gelir. Şekil 2, pozitif bir kaynak yükünün
oluşturduğu elektrik alanda pozitif bir test yükünün bu alana karşı ve alanla aynı yönde hareket et-
tiğini göstermektedir.

Poz t f Poz t f
kaynak yük kaynak yük
+ E B A + E B A
+
+
Poz t f +1 Poz t f +1
b r ml k test yükü b r ml k test yükü
Şekil 2: Bir elektrik alanda A ve B noktasındaki pozitif +1 birimlik test yükü

67