Elektriklenmiş Cisimlerin Hareketi

7. Sınıf Fen ve Teknoloji ders kitabı 3. Ünite Yaşamımızdaki elektrik sayfa 86-89

1. Yünlü kumaşa sürttüğünüz bir balon, yapıştırıcı kullanmadığınız hâlde duvarda düşmeden durabiliyorsa bunun nedeni ne olabilir?

Yünlü kumaşa sürtülen bir balon elektrik yüklenmektedir. Bu elektriklenme sebebiyle duvarda çekim oluşmakta düşmeden durabilmektedir.

2. Tehlikeli madde taşıyan tankerlerin arkasında bir ucu yere değen zincir bağlıdır. Bunun nedeni ne olabilir?

Bu tankerlerde oluşabilecek elektriklenmeyi toprağa aktarmak için, arkalarında yere değen zincirler vardır. Elektriklenme sonucu oluşabilecek kıvılcım ve yangınları önlerler.

1. Elektriklenmiş Cisimlerin Hareketi

Yünlü giysileri çıkarırken veya saçımızı tararken saçlarımızda bir değişiklik hissederiz.

Plastik bir tarakla kuru saçınızı tararken ya da kazağınızı çıkarırken çıtırtı sesi duyabilirsiniz (Fotoğraf 3.1). Böyle durumlarda saç tellerinizin biraz havalanarak tarağınıza ya da kazağınıza doğru çekildiğini gözlemleyebilirsiniz. Ayrıca bazı durumlarda otomobil ya da kapı kolunu tuttuğunuzda “elektrik çarpması” olarak bilinen etkileşimi hissedebilirsiniz. Siz de böyle durumlarla karşılaştınız mı? Bütün bu olayların nedeni ne olabilir? Bu soruyu cevaplayabilmek için aşağıdaki etkinliği yapalım:

1. ETKİNLİK: Sürterek Elektrikleyelim

Malzeme listesi: Cam çubuk, plastik çubuk, kağıt, ipek kumaş, yünlü kumaş
Amaç: Birbirine sürtünen maddelerde oluşan elektriklenmeyi gözlemlemek

Etkinliğin yapılışı
• 3-4 kişilik gruplar oluşturunuz.
• Kağıdı çok küçük parçalara bölünüz.
• Cam çubuğu on saniye kadar ipek bir kumaşa sürtünüz ve kağıt parçalarına yaklaştırınız. Kağıt parçalarının hareketini gözlemleyerek sonucu defterinize yazınız.
• Plastik çubuğu on saniye kadar yünlü bir kumaşa sürtünüz ve kağıt parçalarına yaklaştırınız. Kâğıt parçalarının hareketini gözlemleyerek sonucu defterinize yazınız.

Sorular

1. Cam çubuğu kâğıt parçalarına yaklaştırdığınızda ne gözlemlediniz?

Cam Çubuğu ipekli kumaşa sürttükten sonra kağıt parçalarına yaklaştırdığımızda kağıtları çektiğini gözlemledik.

2. Plastik çubuğu kâğıt parçalarına yaklaştırdığınızda ne gözlemlediniz?

Yünlü kumaşa sürtülen plastik çubuk kağıt parçalarını ittiğini gözlemledik.

Etkinlikte de gözlemlediğiniz gibi ipek kumaşa sürtülen cam çubuk ve yünlü kumaşa sürtülen plastik çubuk ile kağıt parçacıkları arasında itme veya çekme şeklinde bir etkilenme olmaktadır. Bu olay cisimlerin birbirine dokunması sonucunda cismi oluşturan atomların elektron kazanması veya kaybetmeyle gerçekleşir. Maddelerin elektron kazanması veya kaybetmesiyle ortaya çıkan itme ve çekme olayı elektriklenme olarak adlandırılır.

Maddelerin atom denilen küçük taneciklerden ve atomların da daha küçük taneciklerden oluştuğunu 6. sınıftaki “Maddenin Tanecikli Yapısı” ünitesinden hatırlayınız. Elektrik yükü, atomu oluşturan küçük tanecikler dolayısıyla, maddelerin sahip olduğu bir özelliktir. Birbirine temas eden cisimlerde görülen elektriklenme, cisimlerin sahip olduğu elektrik yüklerinin farklı cins olmasından ileri gelmektedir. İki çeşit elektrik yükü vardır. Bu yükler pozitif (+) ve negatif (-) yük olarak adlandırılır.

Yaptığınız etkinlikte birbirine sürtülen maddelerden cam çubuk pozitif (+), ipek kumaş negatif (-)
yüklü; plastik çubuk negatif (-), yün kumaş ise pozitif (+) yüklü duruma geçer.

Bazı cisimler birbirine sürtüldüğünde temas yüzeyleri arttığından elektriklenmeleri daha kolay gerçekleşir. Peki sizce aynı yolla elektriklenmiş, aynı cins iki madde birbirine yaklaştırıldığında birbirlerini nasıl etkiler? Bunu aşağıdaki etkinliği yaparak belirleyelim:

2. ETKİNLİK: Aynı Yolla Elektriklenmiş Özdeş Cisimler

Malzeme listesi: Üçayak, destek çubuğu (2 adet), ikili bağlama parçası, balon (2 adet), cam çubuk (2 adet), yünlü kumaş, ipek kumaş, naylon ip, makas

Amaç: Aynı yolla elektriklenmiş, aynı cins maddelerin birbirine nasıl bir kuvvet uyguladığını gözlemlemek

Etkinliğin yapılışı

• ikişerli gruplar oluşturunuz.
• Üçayak, destek çubuğu ve bağlama parçasını kullanarak fotoğraftaki gibi bir askı düzeneği oluşturunuz.
• Balonları şişirip balonların ağzını bağlayınız.
• Balonlardan birini ipin ucuna bağlayarak oluşturduğunuz düzeneğe asınız.
• Arkadaşınız asılı balonu, siz de diğer balonu on saniye kadar yünlü kumaşa sürtünüz.
• Elinizdeki balonu asılı balona yaklaştırarak balonun hareketini gözlemleyiniz. Gözlem sonucunu defterinize not ediniz.
• Askı düzeneğindeki balonu çıkartıp yerine bir cam çubuk bağlayınız.
• Arkadaşınız asılı cam çubuğu, siz de diğer cam çubuğu on saniye kadar ipek kumaşa sürtünüz.
• Elinizdeki cam çubuğun ucunu asılı cam çubuğun ucuna yaklaştırınız ve cam çubuğun hareketini
gözlemleyiniz. Gözlem sonucunu defterinize yazınız.

Sorular

1. Yün kumaşa sürterek elektriklediğiniz balonu, aynı yolla elektriklenmiş diğer balon yaklaştırdığınızda ne gözlemlediniz?

Aynı yolla elektriklenmiş iki balon birbirlerine yaklaştırıldığında, balonlar birbirlerini iterler.

2. İpek kumaşa sürterek elektriklediğiniz cam çubuğu, aynı yolla elektriklenmiş diğer cam çubuğa yaklaştırdığınızda ne gözlemlediniz?

Aynı yolla ipek kumaşa sürtülerek elektriklenmiş cam çubuklar, birbirlerine yaklaştırıldığında cam çubuklar birbirlerini iterler.

Yaptığınız etkinlikte de gözlemlediğiniz gibi yünlü kumaşa sürtünmeyle balonlar ve ipek kumaşa sürtünmeyle cam çubuklar elektriklenmiştir. Birbirine yaklaştırılan balonlar ve cam çubuklar dokunmadan birbirlerini etkilemiştir. Bu etkilenme maddelerin birbirini çekmesi şeklinde mi, itmesi şeklinde mi olmuştur?

Bu etkilenme birbirlerini itme şeklinde olmuştur. Aynı elektrik yüküyle yüklenmiş cisimler birbirlerini iterler.

Buna göre aynı yolla elektriklenmiş, aynı cins maddelerin nasıl bir elektrik yüküyle yüklendiğini
ve dokunmadan birbirlerini hangi şekilde etkilediğini söyleyebilir misiniz? Bu olay ile kuru saçlarınızı taradığınızda saçlarınızın tarağa doğru havalanmasını nasıl ilişkilendirebilirsiniz?

Tarak ile saçlarımız farklı elektrik kutupları yüklendiği için birbirlerini çekerler.

Sürtme yoluyla elektriklenen cisimler farklı maddelerden oluşursa bunlar birbirini nasıl etkiler? Yaptığınız 1 ve 2. etkinlikleri de dikkate alarak tahminde bulununuz. Düşüncenizi ve nedenini arkadaşlarınızla paylaşınız. Sonra aşağıdaki etkinliği yapınız:

Yüklü oldukları elektrik yüklerine göre birbirlerini iterler yada çekerler. 

3. ETKİNLİK: Aynı Yolla Elektriklenmiş Farklı Cisimler

Malzeme listesi: Üçayak, destek çubuğu (2 adet), ikili bağlama parçası, plastik çubuk, cam çubuk, ipekli kumaş, yünlü kumaş, naylon ip
Amaç: Aynı yolla elektriklenmiş farklı cins maddelerin birbirine nasıl bir kuvvet uyguladığını gözlemlemek

Etkinliğin yapılışı
* İkişerli gruplar oluşturunuz.
* Üçayak, destek çubuğu ve ikili bağlama parçasını kullanarak fotoğraftaki gibi bir askı düzeneği oluşturunuz.
* Cam çubuğu fotoğraftaki gibi ortasından iple bağlayınız. İpi ortasından hazırladığınız düzeneğe asınız.
* Arkadaşınız plastik çubuğu yünlü kumaşa, siz de cam çubuğu ipek kumaşa on saniye kadar sürtünüz.
* Plastik çubuğu, asılı cam çubuğun ucuna yaklaştırarak çubuğun hareketini gözlemleyiniz. Gözlem sonucunu defterinize not ediniz.
Soru

Yünlü kumaşa sürterek elektriklediğiniz plastik çubuğu, ipekli kumaşa sürterek elektriklediğiniz cam çubuğa yaklaştırınca ne gözlemlediniz?

Yünlü kumaştan elektriklenmiş plastik çubuk ile, ipekli kumaştan elektriklenmiş cam çubuk birbirlerine yaklaştırıldığında plastik çubuk ile cam çubuk birbirlerini çekmiştir. 

Yaptığınız etkinlikte de gözlemlediğiniz gibi yünlü kumaşa sürtünmeyle plastik, ipekli kumaşa sürtünmeyle cam çubuk elektriklenmiştir. Birbirine yaklaştırılan plastik ve cam çubuk birbirini etkilemiştir.

Bu etkilenme birbirini çekme şeklinde mi, itme şeklinde mi olmuştur? Buna göre aynı yolla elektriklenmiş farklı cins maddeler yaklaştırıldığında birbirlerini hangi şekilde etkilediğini söyleyebilir misiniz? Cam ve plastik çubuklar aynı elektrik yüküyle yüklenmiş olabilir mi? Neden?
Yaptığınız etkinliklerle iki balon ya da iki cam çubuk gibi aynı cins maddeden yapılmış cisimlerin aynı şekilde elektriklendiklerinde birbirlerini ittiklerini gözlemlediniz. Cam ve plastik çubuk gibi farklı cins maddeden yapılmış cisimlerin ise elektriklendiklerinde birbirlerini çektiklerini gözlemlediniz.

Cisimlerin birbirlerini itme ve çekmelerinin nedeni ne olabilir? Sorunun cevabını, elektriklenen maddelerin yüklerinin farklı veya aynı özellikte olmasını dikkate alarak tartışınız.

Bilim insanları, bütün cisimlerin pozitif (+) ve negatif (-) olmak üzere iki tür elektrik yüküne sahip olduğunu belirlemişlerdir. Aynı tür elektrik yükleri birbirini iter, farklı tür elektrik yükleri ise birbirini çeker. Camdan yapılmış cisimlerin ipekli kumaşa sürtüldüklerinde pozitif (+), plastikten yapılmış cisimlerin yünlü kumaşa sürtüldüklerinde negatif (-) elektrik yüküyle yüklendiği bilim insanlarınca belirlenmiştir. Buna göre 1, 2 ve 3. etkinliklerde kullandığınız cisimlerin ne tür elektrikle yüklendiklerini değerlendiriniz.

Bu etkinliklerdeki cisimlerin birbirlerini itme ve çekmesini de dikkate alarak elektrik yüklerini “+” ve
şeklinde defterinize çizeceğiniz şekil üzerinde gösteriniz.

Bunları Biliyor muydunuz?

Elektriklenme olayı ilk kez yaklaşık 2600 yıl önce bazı ağaçlardaki reçinenin fosilleşmesinden oluşan kehribar taşının işlenmesi ve kullanılması sırasında gözlemlenmiştir. İnsanlar kehribarın koyun postuna sürtülmesiyle küçük nesneleri çektiğini fark etmişlerdir. Elektrik ve elektron terimleri kehribar taşının özelliklerinin fark edilmesi sonucunda ortaya atılmıştır.

Nötr Cisimler

Üzerindeki negatif ve pozitif elektrik yüklerinin sayılarının birbirine eşit olduğu durumlarda cisimler, nötr (yüksüz) cisim olarak değerlendirilir. Nötr cisimlerin sahip olduğu negatif elektrik yüklerinin toplamı, pozitif elektrik yüklerinin toplamına eşittir.

5. sınıftaki “Maddenin Değişimi ve Tanınması” ünitesinde sıcaklığı yüksek olan maddelerin temas
ettiği maddeleri ısıttığını, maddeler arasında bir ısı akışı olduğunu öğrenmiştiniz. Buna benzer olarak elektriklenme sonunda maddeler arasında elektrik yükü alış verişi olur ve nötr cisimlerdeki pozitif ve negatif yük eşitliği bozulur. Cisimler üzerinde pozitif veya negatif yük fazlalığı oluşur. Bu durum yük dengesizliği olarak adlandırılır. Cisimde yük dengesizliği negatif yük alması veya vermesi ile oluşur. Yük alma cisme negatif, yük verme ise pozitif elektriksel özellik kazandırır. Gerçekte cisim üzerindeki pozitif ve negatif yükleri göremeyiz. Ancak cisimlerin yükünü belirtmek için üzerine sembolik olarak “+” ve “-” yükleri yerleştiririz. Örneğin, etkinliğimizdeki nötr olan cam çubuk ipekli kumaşa sürtüldüğü için negatif (-) elektrik yükünü kumaşa verir. Böylece yük eşitliği bozulur ve pozitif (+) yüklü hâle gelir.

Yünlü kumaşa sürtülen plastik çubuk ise kumaştan negatif (-) yük alarak nötr durumdan negatif (-)
yüklü duruma geçer. Bu nedenle pozitif (+) yüklü cam çubuk ve negatif (-) yüklü plastik çubuk birbirini çeker.

Nötr hâldeki cam çubuk, plastik tarak, yünlü ve ipekli kumaştaki pozitif ve negatif elektrik yükleri sembolik olarak yanda ve 90. sayfada verilmiştir. Bu durumda sürtme işlemi sonunda kumaşların sahip olabileceği yük durumlarını işaretsiz kumaş parçalarının üzerine yazarak gösteriniz.

Hadi Paylaş!