Page 74 - Fizik 11 | Kavram Öğretimi Kitabı

43
FİZİK 11

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

Çalışmanın Adı ETKİLEŞEN YÜKLERİN ENERJİSİ 15 dk.
Çalışmanın Amacı Elektriksel potansiyel enerji ve elektriksel potansiyel kavramlarını ayırt edebilme.

Yönerge: Aşağıdaki metinden yararlanarak soruları cevaplayınız.

Fizik öğretmeni, öğrencilerine ilgi çekici öğretim ortamları yaratmak ve öğrencilerinin dersi daha iyi
anlamalarını sağlamak amacıyla bilgisayar destekli öğretim yöntemlerinden simülasyonu kullanmaya
karar verir. Öğrencileri Ege ve Zeynep’ten “noktasal ve yüklü cisimlerin bir yüzey üzerinde birbiriyle
etkileşimi sonucunda sistemde hangi tür enerji ve potansiyelin meydana geleceğini anlatan bir simü-
lasyon” hazırlamalarını ve sınıfa sunmalarını ister. İki öğrenci bir araya gelerek aşağıda uygulama
adımları verilen bir simülasyon oluşturur ve sınıfa sunarlar.

d
Ege: Simülasyon için öncelikle Şekil 1’deki gibi
her biri d uzunluğa sahip karelerden oluşan
d
bir yüzey alanı ve pozitif yüklü iki noktasal yük
oluşturulur. K L M Sonsuz
+q +q
Zeynep: Şekil 1’deki gibi +q yükü K noktasında 1 2
1
sabit tutulur. +q yükü sonsuzdan L noktasına
2
getirilir. Bu işlem sırasında yapılan eylem bir Şekil 1: K noktasında sabit tutulan noktasal +q1 yükünün yanına +q2
“iş”tir. yükünün konulması
Ege: K ve L konumlarında tutulan yüklerden +q yükü serbest bırakılırsa yükler aynı işaretli olduğun-
2
dan birbirlerini elektriksel kuvvetle iter ve yüke etki eden kuvvet sonsuzda sıfır olur. +q yükü L nokta-
2
sından M noktasına doğru hareket eder.
Zeynep: Sonsuzda iken enerjisi sıfır olan +q yükü sonsuzdan L noktasına sabit hızla getirilirken
2
elektriksel kuvvetlere karşı iş yapılır. Yapılan bu iş sistemde enerji olarak depolanır. Bu enerji, yüklerin
sahip olduğu enerjidir ve skaler bir büyüklüktür.
d
Ege: Simülasyon ikiden fazla noktasal yük için Şekil
d
2’deki gibi yeniden oluşturulur.
K M
Zeynep: Noktasal bir yükün enerjisi etrafındaki
yüklerden kaynaklanır. Şekil 2’deki gibi ikiden faz- +q 1 +q 2
la noktasal yükten kaynaklanan sistemdeki toplam
enerji, her bir yük çiftinin enerjilerinin cebirsel topla-
L
mına eşittir.
+q
3
Ege: Şekil 3’teki gibi K noktasında bulunan +q yükü
1 Şekil 2: Üç yükten oluşan sistem
kaldırılır, yerine pozitif birim yükü (+1 C) yerleştirilir.
Zeynep: Şekil 3’te +q yükü kaldırıldığında K nokta-
1
sına yerleştirilecek pozitif birim yükün (+1 C) sahip K L
olacağı elektriksel potansiyel enerji, o noktanın
potansiyelidir. Birden fazla yük olması durumunda bir +1 +q 2
noktanın potansiyeli, etrafındaki yüklerin o noktada
d
oluşturduğu potansiyellerin cebirsel toplamına eşit
olur. Bu skaler bir büyüklüktür. d
Şekil 3: Pozitif yük ile birim yük

71