10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 110 Cevapları MEB Yayınları | İş, Enerji ve Güç Ünitesi
Soru 1: Eşyaların taşınmasında kullanılan her iki yöntemde de yapılan iş hakkında ne söylenebilir?
Cevap: Her iki yöntemde de yapılan iş aynıdır, çünkü yük aynı yüksekliğe çıkarılır ve yerçekimine karşı yapılan iş miktarı değişmez.
Soru 2: Yükü taşımak için siz başka hangi yöntemleri kullanırdınız?
Cevap: Eğik düzlem, vinç, makara, rampa veya asansör gibi sistemler kullanılabilir.
Soru 3: Yükü taşımak için kullanılan yöntemlerin avantaj ve dezavantajları neler olabilir?
- Merdiven kullanımı kolay ama zaman alıcıdır.
- Makara sistemi kuvveti azaltır ancak kurulum gerektirir.
- Asansörler hızlıdır, fakat enerji harcaması fazladır.
Etkinlik: Kuvvet ve Yer Değiştirme İlişkisi
1. Soru: Aşağıdaki örneklerde uygulanan kuvvetin yer değiştirmeye etkisini açıklayınız.
- Traktör, kütüğü çekmek için yatay kuvvet uygular ve kütük hareket eder.
- Adam, sandığı iterken kuvvet yönünde yer değiştirir.
- Kutuyu kaldıran kişi, dikey kuvvet uygulayarak yükü yukarı taşır.
10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 111 Cevapları (MEB Yayınları)
Kuvvet ve Yer Değiştirme İlişkisi (F–x Grafiği)
2) Tahminlerinizi test etmek için yandaki karekodu kullanarak simülasyonu açınız.
Cevap: Karekodu okutarak simülasyonu aç ve yönergeleri sırayla uygula. Gözlemlerini not al.
3) Sürtünmesiz yatay düzlemde duran 2 kg kütleli cisme 10 N kuvvet uygulayarak simülasyonu başlatınız.
Cevap:
a = F / m = 10 / 2 = 5 m/s²
x = ½ a t² = 2,5 t² formülünden yer değiştirmeler:
- 1 s → 2,5 m
- 2 s → 10 m
- 3 s → 22,5 m
- 4 s → 40 m
- 5 s → 62,5 m
4) Her 1 saniyede yapılan yer değiştirmeleri tabloya yazınız ve F–x grafiğini çiziniz (F = 10 N).
| Zaman (s) | Kuvvet (N) | Yer Değiştirme (m) |
|---|---|---|
| 1 | 10 | 2,5 |
| 2 | 10 | 10 |
| 3 | 10 | 22,5 |
| 4 | 10 | 40 |
| 5 | 10 | 62,5 |
Grafik yorumu: F sabit olduğundan F–x grafiği yatay bir doğru şeklindedir. Kuvvet 10 N seviyesinde sabit kalır.
5) F’yi sırasıyla 20 N ve 30 N seçip işlemi tekrarlayınız.
a) F = 20 N → a = 10 m/s², x = 5t²
| Zaman (s) | Kuvvet (N) | Yer Değiştirme (m) |
|---|---|---|
| 1 | 20 | 5 |
| 2 | 20 | 20 |
| 3 | 20 | 45 |
| 4 | 20 | 80 |
| 5 | 20 | 125 |
Grafik: F = 20 N’de yatay doğru, yer değiştirme aralığı 0–125 m.
b) F = 30 N → a = 15 m/s², x = 7,5t²
| Zaman (s) | Kuvvet (N) | Yer Değiştirme (m) |
|---|---|---|
| 1 | 30 | 7,5 |
| 2 | 30 | 30 |
| 3 | 30 | 67,5 |
| 4 | 30 | 120 |
| 5 | 30 | 187,5 |
Grafik: F = 30 N’de yatay doğru, yer değiştirme aralığı 0–187,5 m.
Sonuç:
- Uygulanan kuvvet sabit olduğunda F–x grafiği yatay olur.
- Kuvvet arttıkça yer değiştirme değerleri daha büyük olur.
- Bu deney, iş–kuvvet–yer değiştirme arasındaki ilişkiyi göstermektedir.
10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 112 Cevapları (MEB Yayınları)
Soru 6) Hareket boyunca uygulanan kuvvetin ortalaması ile yer değiştirmenin çarpımı işi verir.
Cevap: W = Fₒrt × x
Burada Fₒrt = (Fᵢlk + Fₛₒₙ) / 2’dir. Bu formül, kuvvetin değişken olduğu durumlarda ortalama kuvveti kullanarak işin bulunmasını sağlar.
Soru 7) Yandaki karekodu kullanarak simülasyonu açınız. Gözlemlediğiniz verileri tabloya yazarak F-x grafiğini çiziniz.
| Zaman (s) | Kuvvet (N) | Yer Değiştirme (m) |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 0,25 |
| 2 | 2 | 1 |
| 3 | 3 | 2,25 |
| 4 | 4 | 4 |
| 5 | 5 | 6,25 |
Grafikte kuvvet arttıkça yer değiştirme de artar. Eğri yukarı doğru kıvrımlı olur.
İş, grafiğin altında kalan alanla bulunur:
Fₒrt = (1 + 5) / 2 = 3 N, x = 6,25 m → W = 3 × 6,25 = 18,75 J
Soru 8) Çizdiğiniz grafikleri inceleyerek kuvvet ve yer değiştirme arasındaki ilişkiyi açıklayınız.
Cevap: Kuvvet arttıkça birim zamanda yapılan yer değiştirme de artar. Kuvvet ile yer değiştirme arasında doğru orantı vardır.
Soru 9) Çizdiğiniz F-x grafikleri yardımıyla iş kavramına ilişkin genellemelerinizi yazınız.
- İş, kuvvet × yer değiştirme ile bulunur.
- Kuvvet veya yer değiştirme arttıkça yapılan iş de artar.
- Değişken kuvvet durumunda iş, grafiğin altındaki alanla hesaplanır.