Neden kışın daha çok elektrik çarpar?

2 beğenilme 0 beğenilmeme
159 kez görüntülendi

Bazen biriyle tokalaştığımızda, arabımızın kapısını açmaya yeltendiğimizde ya da bir metale dokunduğumuzda çarpıldığımızı hissederiz. Dikkatinizi çekti mi bilmiyorum ama bu olay kışın, yaza kıyasla çok daha fazla olur. Hatta yazın neredeyse hiç olmaz.

Bunun olayın sebebi ya da sebepleri nelerdir?

27, Kasım, 2016 Lisans Teorik Fizik kategorisinde Cagan Ozdemir (672 puan) tarafından  soruldu

Havadaki nemden kaynaklı olabilir. Tuhaf bir şekilde üstümde aynı elbiseler varken Ankara'da çarpılıp Samsun'da çarpılmıyorum. Örneğin sabah okulda merdiven demirine dokunup çarpıldım. Çarpılma olayı başıma sık geldiğinden okulda fırsat buldukça kendimi topraklıyorum :) 10 metre sonra tekrar demire dokunduğumda yeniden çarpıldım. Yani Ankara'da nedense Samsun'a nazaran çok fazla yükleniyorum. Sebebi bu sorununkinden daha derin sanıyorum. Onu da ben sorayım.


Sorunun en temel cevabına gelince muhtemelen kışın giydiğimiz yün ağırlıklı elbiseler. Bilmiyorum siz duyuyor musunuz ama ben kazak giyip çıkarırken rahatlıkla kıvılcımların sesini duyabiliyorum. Fikirlerim bunlar, daha bilimsel cevabı foton beyden bekliyorum :)

Yorum olmus sanki bu?

Yorum oldu :)

yunlu iclik giydiginizden olabilir..

1 cevap

1 beğenilme 0 beğenilmeme
 
En İyi Cevap

Elektron ve elektriklenme için bakınız:https://tr.wikipedia.org/wiki/Elektron  ve  https://tr.wikipedia.org/wiki/Elektriklenme

Elektroskop için bakınız:https://tr.wikipedia.org/wiki/Elektroskop
image




Peki sürtünme ile elektriklenme nedir? Bunun için $2$ cisim lazım, cisimleri birbirine sürtüyoruz ve en dışta bulunan elektronlar oraya buraya savruluyor belki diğer cisme bağlanıyor belki de cisim elektron kazanıyor ama deneysel olarak bir statiklenmede milyarlarca elektron bu etkileşimde bulunuyor dolayısıyla $2$ cisim ayrıldığında aralarında tam bir yük dengelenmesi pratik olarak beklenmez.Artık cisimlerden biri pozitiv digeri negativ yüklüdür.Eğer bu cisimler iletkenliği çok yüksek olan, insan, metal vs. cisimlerine dokunursa birden elektronlar $2$ cisim arası yük farkından deşarj iletkenlik az ise bu deşarj yavaş ve gözlemlenemez olur ancak dediğimiz gibi eğer iletkenlik yüksek ise çok kısa sürer ve bu etkiyi çarpılma gibi hissederiz, peki bu etki nelere bağlıdır?

Başlamadan önce bilinmesi (belki) gerekenler:

Elektrostatik kuvvet:

Elektrostatiğin temel denklemi, iki yük arasındaki kuvveti açıklayan Coulomb Kanunudur.İki yük $Q_1$  ve  $Q_2$  arasındaki elektrostaik kuvvetin büyüklüğü yüklerin büyüklükleri çarpımı ile doğru, yükler arası uzaklığa eşit olan küre yüzey alanı ile ters orantılıdır.

$F=\dfrac{Q_1Q_2}{4\pi r^2\epsilon_0}$

$\epsilon_0$ dielektrik sabiti olarak tanımlanır ve değeri;

$\epsilon_0=\dfrac1{\mu_0c_o^2}$

Elektrik Alan;

Herhangi bir noktada tanımlanan elektrik alan o noktadaki birim yüke etkiyen kuvvet olarak tanımlanır;

$\overrightarrow F=q\overrightarrow E$

Bu tanımlama ve Coulomb Kanunu düşünülecek olursa, tek noktasal yükün $Q$ oluşturduğu elektirik alanın büyüklüğü $E$;

$E(\overrightarrow r)=\dfrac{Q}{4\pi r^2\epsilon_0}$

Hacim yük yoğunluğu olan $\rho(\overrightarrow r)$ ile bulunan elektrik alan formülü burda gördügünüz üzre aşşağıdaki denklem $\overrightarrow r'$'ya göre 3 gere türev alınıp bize lazı olan hacim yük yoğunluğu $\rho$ yalnız bırakılırsa;

$\boxed{E(\overrightarrow r)=\dfrac{1}{4\pi \epsilon_0}\displaystyle\int\int\int\dfrac{\overrightarrow r-\overrightarrow r^{'} }{\left|\left|\overrightarrow r-\overrightarrow r^{'} \right|\right|^3}\rho(\overrightarrow r^{'} )d^3r^{'}}$

ve

$\boxed{E(\overrightarrow r)=\dfrac{Q}{4\pi r^2\epsilon_0}} $

Birleştirip $\rho$'yu bulalım;


$\boxed{\boxed{Q\dfrac{d^3}{d(r^{'})^3}\left(\dfrac{1}{r^2}\right)\left[\frac{\left|\left|\overrightarrow r-\overrightarrow r^{'} \right|\right|^3}{\overrightarrow r-\overrightarrow r^{'}}\right]=\rho(\overrightarrow r^{'})}}$

Görüldüğü üzre yük yoğunluğu yani elektriklenme olasılığı, $Q$ yük miktarıyla ve bu yüklerin belli hacimde daha çok olmasıyla daha da artıyor.


Bu matematiksel ve fiziksel niteliklerden sonra aşşağıdaki şartları kavrayabiliriz.

1) Kışın giydiğimiz kıyafetler,
Yöresel ve kültürel olarak değişiklik gösteren bir durumdur ancak,  Dünya şartları ve elimizdeki soğuktan koruyucu malzemelere bakıldığında "yün,ipek,tüylü giysiler vs." genelde elektrostatik etki yaratmaya çok müsait olan malzemeler olduğu görülür.


2) Kışın olan hava şartlarının durumu,

3) Kışın havanın daha ağır olup yere yakın yerlerde daha yoğun olması ve vücut yüzeyi ile saniye başına düşen statik elektriklenme etkisinin artması,

4) Kışın havanın daha az nemli olması ve bunun, havayı daha iyi bir iletken haline getirmesi.

5) Kışın, Dünya, Güneşe en yakın zamanlarını yaşar, (en yakın olduğu tarih 3-4 Ocak) dolayısıyla buradan da 3 sonuç çıkıyor

5-a) Güneş dünyaya çok yakın olduğu vakitlerde hem gravite etkisininden dolayı hem de sıcaklık ile gündüzleri yoğun ve çöken havayı ısıtarak yukarlara çıkmasını sağlayacak ancak havanın içinde bu etkileşimlerden farklı etkilenen element ve moleküller olduğundan ve geceleyin gene eski haline yani çökmeye devam edeceğinden bu hava moleküllerinin arasındaki istatistik sürtüşmesi elektriklenmeye yol açacaktır.

5-b) Gravite için de hem güneşi hem de Ay'ı düşünmeliyiz.Bu 2 devasa cisim dünya üzerinde dolayısıyla atmosferde komplex hava değişimlerinde rol oynarlar bu da statik elektriklenmeye bir etmendir.

5-c) Elektromagnetik ışımalar yayan bir cisme ne kadar yaklaşırsanız o kadar daha fazla ışımaya maruz kalırsınız bu ışımalar elementlerde genelde iyonlaştırıcı(atoma enerji vererek elektronları üst yörüngelere zorlama) etki yapar dolayısıyla Güneşe yakın olduğumuz zamanlarda bu etmen ve elektriklenmeler de artar.

11, Aralık, 2016 Anil (7,670 puan) tarafından  cevaplandı
11, Aralık, 2016 Cagan Ozdemir tarafından seçilmiş

Eline sağlık. Denklemleri çok anlamadım ama, kışın havadaki nem oranı azalacağından ve suyun dielektrik katsayısının havadan daha yüksek olması sebebiyle kışın havanın dielektrik(yalıtkanlık) katsayısı daha düşük olur. Bu da çevredeki cisimlerle aramızdaki potansiyel farkın daha çabuk oluşmasından (Q=VC ve dielektrik katsayısının azalması ile kapasitenin de azalmasından dolayı daha az yükle daha yüksek gerilim oluşacak) dolayı daha sık çarpıldığımızı düşünüyorum.

Teşekkürler.Aynen, ve ek olarak başka etmenler varsa ekleyelım :D

...