Bir laboratuvar ortamında oluşturulan düzgün olmayan elektrik alan içerisindeki bazı koordinat noktalarının elektriksel potansiyel değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Koordinat düzleminde K(1,1) noktasından serbest bırakılan q = -2μC yüklü bir parçacık, elektriksel kuvvetlerin etkisiyle L(3,2) noktasına ulaştığında kinetik enerjisindeki değişim kaç Joule olur?
Şıklar
4 x 10⁻⁵
6 x 10⁻⁵
-6 x 10⁻⁵
8 x 10⁻⁵
-8 x 10⁻⁵
Çözüm Açıklaması
Elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş, sistemin elektriksel potansiyel enerjisindeki değişimin negatifine eşittir ve bu iş parçacığın kinetik enerjisindeki değişime (ΔEk) eşittir. W_elektriksel = ΔEk = -q.ΔV = q(V_ilk - V_son). Tablodan K(1,1) noktası için potansiyel V_K = 80V, L(3,2) noktası için potansiyel V_L = 40V olarak okunur. ΔEk = q.(V_K - V_L) = (-2 x 10⁻⁶ C) . (80V - 40V) = -2 x 10⁻⁶ . 40 = -8 x 10⁻⁵ J. Ancak soru 'kinetik enerjisindeki değişim' miktarını sormaktadır. Negatif yük, yüksek potansiyelden düşük potansiyele giderken yavaşlar (enerji kaybeder). Bu nedenle değişim -8 x 10⁻⁵ Joule olur. Şıklarda mutlak değer ve yön analizi kritik önem taşır.