10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 187-195 Cevapları Meb Yayınları

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 187 Cevapları (MEB Yayınları)

Konu: Bisiklet antrenmanında kuvvet–konum grafiği ve iş hesabı

Soru 1 - Bisiklet parkurunda antrenman yapan Özgür, 15 s sonunda başlangıç noktası t = 0 anına göre 59 m yer değiştirmiştir. Özgür’ün antrenmanı süresince bisikletin ilerlemesini sağlayan kuvvet, yavaşlamasını sağlayan fren kuvveti ve zaman aralıklarında alınan yol değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Buna göre:

a) Özgür’ün bisiklet antrenmanına ait F–x grafiğini çiziniz.

Cevap: Kümülatif konumlar: 18 m, 33 m, 51 m, 59 m. Her aralıkta kuvvet sabittir; bu yüzden F–x grafiği dört yatay parçadan oluşur:

• 0–18 m: F = +60 N
• 18–33 m: F = +90 N
• 33–51 m: F = −120 N (fren)
• 51–59 m: F = −30 N (fren)

Grafikte x ekseninde 0, 18, 33, 51, 59 m noktaları işaretlenir; bu aralıklarda kuvvet değerleri yatay olarak gösterilir.

b) Çizdiğiniz grafikten yararlanarak bisikletin yapmış olduğu iş için matematiksel model çıkarınız.

Cevap (model): W = Σ(F · Δx)

İş, grafiğin cebirsel alanıdır.

• W1 = 60 · 18 = 1080 J
• W2 = 90 · 15 = 1350 J
• W3 = (−120) · 18 = −2160 J
• W4 = (−30) · 8 = −240 J

W_net = 1080 + 1350 − 2160 − 240 = +30 J.
Sonuç: ΔK = W_net olduğundan bisikletin kinetik enerjisi 30 J artar.

Yorum: Grafiğin cebirsel alanı pozitiftir; bisikletin kinetik enerjisi 30 J artar (ΔK = W_net).

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 188 Cevapları (MEB Yayınları)

Soru c) Fizik bilimine göre iş ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangilerine ulaşılabilir?

I. Cisme bir kuvvet uygulandığında cisim, uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirirse, kuvvet cisim üzerinde iş yapar.
II. Yapılan iş, kuvvet ile yer değiştirme büyüklükleriyle doğru orantılıdır.
III. Yapılan iş, F-x grafiği altında kalan alan ile bulunabilir.

Seçenekler:
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III

Cevap: E (II ve III doğru)

Gerekçe:
– I. yargıda ifade edilen tam tersidir; yer değiştirme kuvvetin doğrultusunda ise iş yapılır.
– II. ve III. ifadeler işin fiziksel tanımına uygundur.

Soru 2 — a) Metinle ilişkilendirerek iş, enerji ve güç kavramları hakkında hipotezler oluşturunuz, ardından hipotezlerin gerekçelerini yazınız.

Cevap Tablosu

Soru 2 — b) İş, enerji ve güç kavramlarının birbirine bağlı olduğunu metne göre örnekler vererek açıklayınız.

• Hareket eden sürücünün kinetik enerjisi, araç dururken iş yapılarak azaltılır.
• Bu enerji zamana yayıldığında, sürücü daha az kuvvete maruz kalır → güç düşer.
• Emniyet kemeri takılmadığında enerji çok kısa sürede yok olur → güç ve darbe kuvveti artar.
• Bu nedenle emniyet kemeri, enerjinin daha kontrollü ve güvenli şekilde dönüşmesini sağlar.

Kısa Değerlendirme Tablosu

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 189 Cevapları (MEB Yayınları)

C) İş, enerji ve güç kavramlarını tablodaki bilgilerle karşılaştırınız.

• İş, enerjinin bir cisim üzerinde kuvvet etkisiyle yer değişimi sonucunda aktarıldığını gösterir.
• Enerji, iş yapabilme yeteneğidir.
• Güç ise, yapılan işin zamana bağlı olarak ne kadar hızlı gerçekleştirildiğini ifade eder.

➡️ Aynı iş daha kısa sürede yapılırsa güç artar; aynı sürede daha fazla iş yapılırsa yine güç artar.

Ç) İş ve güç kavramları arasındaki ilişkiye yönelik önermelerinizi yazınız.

• Güç, işin yapılma hızını ifade eder.
• Zaman azalırsa güç artar; zaman artarsa güç azalır.
• Sabit zamanda yapılan iş miktarı arttıkça güç artar.
• İş ve güç doğrusal ilişkilidir, ancak güç üzerinde zaman da etkilidir.

D) İş ve güç kavramları arasındaki matematiksel modeli yazınız.

Cevap: Güç (P) = İş (W) / Zaman (t)

Birimler:

• P → Watt (W)
• W → Joule (J)
• t → Saniye (s)

3. Soru

A) Metinde geçen enerji biçimlerini özellikleriyle tabloya yazınız.

B) Seçtiğiniz iki enerji biçiminin benzerlik ve farklılıklarını yazınız.

Kimyasal Enerji – Nükleer Enerji Karşılaştırması

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 190 Cevapları (MEB Yayınları)

4. Teleferik, havada gerili çelik halatlar üzerinde kayarak hareket etmek suretiyle birbirinden uzak ve ulaşımı zor yerler arasında sabit hızla insan ve yük taşıyan araçtır. Türkiye’nin en uzun teleferiği 1963 yılında yapılan 9 km uzunluğundaki Bursa Uludağ teleferiğidir. Bursa’ya kar tatiline giden Yeşim ve ailesi, Uludağ’a çıkmak için Bursa’nın Yıldırım ilçesinden teleferiğe binerek 1634 m yüksekteki Uludağ Sarıalan Yaylası’ndaki kayak pistlerine ulaşmaktadır. (Sürtünmeleri ihmal ediniz.) Buna göre Yeşim’in;

a) Teleferik ile ilerlerken sahip olduğu mekanik enerji bileşenleri nelerdir?

Cevap: Yeşim teleferikle hareket ettiği için kinetik enerjiye, yüksekliğinin artması nedeniyle de yer çekimi potansiyel enerjisine sahiptir. Bu iki enerji toplamı Yeşim’in mekanik enerjisini oluşturur.

b) En tepeye varmasıyla potansiyel enerjisinde meydana gelen değişimi yorumlayınız.

Cevap: Yeşim başlangıç noktasına göre daha yukarı bir konuma çıktığı için potansiyel enerjisi artmıştır. Yükseklik arttıkça potansiyel enerji doğru orantılı olarak artar:

Ep ∝ h

c) Teleferiğe bindiği an ile en tepede teleferikten indiği an arasındaki mekanik enerji değişimini matematiksel olarak ifade ediniz.

Cevap: Sürtünme olmadığı için mekanik enerji korunmuştur.

Başlangıçtaki mekanik enerji = Son mekanik enerji

Eilk = Eṡon

Başlangıçta daha çok kinetik enerji, sonda ise daha çok potansiyel enerji vardır:

1/2 · m · v² = m · g · h

Bu denklem enerjinin bir biçimden diğerine dönüşerek korunduğunu gösterir.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 191 Cevapları (MEB Yayınları)

5) Türbinler, şekildeki gibi bir mil ve milin üzerindeki kanatçıklardan meydana gelen ve bir akışkanın enerjisini işe dönüştürmek için kullanılan cihazlardır. (verilen paragraf)
Buna göre;

a) Türbinlerin dönmesini sağlayan enerji kaynakları nelerdir? Bu kaynakların genel özelliklerini kısaca açıklayınız.

Cevap: Türbinlerin dönmesini sağlayan enerji kaynakları su, rüzgâr, buhar ve gazdır.

Bu kaynakların ortak ve genel özellikleri şunlardır:

• Su ve rüzgâr gibi kaynaklar yenilenebilir ve doğaya zarar vermeyen enerji türleridir.
• Buhar ve gaz ise ısıl enerjiyle elde edilerek yüksek basınç oluşturur ve türbini döndürür.
• Tüm bu kaynaklar sayesinde mekanik enerji elde edilir ve bu enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.

b) Hidroelektrik ve termik enerji santrallerinde türbinlerin dönmesini sağlayan kaynakların avantajlarını yazınız.

Cevap: Hidroelektrik Enerjinin Avantajları:

• Temiz ve yenilenebilir bir kaynaktır.
• İşletme maliyeti düşüktür.
• Dışa bağımlılığı azaltır.
• Uzun yıllar verimli şekilde çalışır.

Termik Enerjinin Avantajları:

• Sürekli üretim yapılabilir, hava şartlarından etkilenmez.
• Kurulabileceği alanlar daha çeşitlidir.
• Enerjiye hızlı erişim sağlar.
• Fosil yakıtlar kolayca temin edilebilir.

c) Hidrolik veya termik enerji santralleri ile ilgili aşağıda verilen bilgilerden hangisi yanlıştır?

A) Termik santrallerde fosil yakıtlar kullanılır.
B) Termik santraller çevre kirliliğine neden olur.
C) Hidrolik santraller ekosistemlerin değişmesine neden olabilir.
D) Hidrolik enerji santralleri verimli tarım alanlarını işgal eder.
E) Hidrolik santrallerin kuruluş maliyetleri termik santrallere göre daha düşüktür.

Cevap: E
Çünkü hidroelektrik santrallerin kuruluş maliyetleri termik santrallere göre daha yüksektir. Bu nedenle ifade yanlıştır.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 192 Cevapları (MEB Yayınları)

Soru 6 – Sürtünmenin ihmal edildiği bir ortamda Aysun ve Melisa arkadaşını iterek kızağı hareket ettirmektedir. (...)

a) Kızağa ait F–x grafiğini çiziniz.

Cevap: Kuvvet–konum grafiği şu şekildedir:

• 0–80 m: Aysun (40 N) ve Melisa (50 N) birlikte itiyor → Toplam kuvvet = 90 N
• 80–100 m: Sadece Melisa itiyor → 50 N
• 100–120 m: Hiç kuvvet yok → 0 N

Bu nedenle grafik üç bölmeli ve yatay bir kuvvet grafiğidir.

b) Çizdiğiniz grafikten yararlanarak yapılan toplam işi hesaplayınız.

Cevap: Yapılan iş, F–x grafiğinin altında kalan alan toplamıdır.

Wtoplam = W1 + W2 + W3

W1 = 90 × 80 = 7200 J
W2 = 50 × 20 = 1000 J
W3 = 0 × 20 = 0 J

Wtoplam = 7200 + 1000 + 0 = 8200 J

Sonuç: Toplam iş = 8200 J

c) Aysun itmeye devam etseydi yapılan toplam iş nasıl değişirdi?

Cevap: Aysun bırakmasaydı:

• 0–100 m: Kuvvet 90 N
• 100–120 m: Kuvvet 0 N

W1 = 90 × 100 = 9000 J
W2 = 0 × 20 = 0 J

Wtoplam = 9000 J

Yorum: Kuvvet arttıkça yapılan iş artar. Çünkü:

W = F × Δx

Aynı mesafede daha büyük kuvvet → daha fazla iş

Soru 7 – Bir gökdelende bulunun özdeş iki asansör tarafından taşınan yükler, yüklerin çıkarıldığı kat ve yüklerin bu katlara çıkarılma süreleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

a) Hangi asansör daha güçlüdür?

Cevap: Güç; bir işi yapma hızıdır:

P = W / t

Yapılan iş yükün yerden ne kadar yükseğe çıkarıldığına bağlıdır.

Karşılaştırma:

Bu nedenle:

2. asansör daha güçlüdür.

Çünkü aynı yük için daha büyük işi daha kısa sürede yapmaktadır.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 193 Cevapları (MEB Yayınları)

b) 1. asansörün yükü yarıya indirildiğinde asansörün gücü ve yaptığı iş ne şekilde değişir? Açıklayınız.

Bir asansörün yaptığı iş: W = m · g · h

Yük yarıya düşerse (m/2) yapılan iş de yarı yarıya azalır.

Güç: P = W / t

Süre aynı kalırsa güç de yarıya düşer.

Sonuç olarak: Hem yapılan iş hem de güç 1/2 oranında azalır.

c) Asansörler ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Asansörlerin yükselmesi, yukarı yönde uygulanan net kuvvetin sonucunda gerçekleşir.
B) Asansörlerin hızlanmasını belirleyen en önemli faktör, asansöre uygulanan net kuvvetin büyüklüğüdür.
C) İki asansör de 20. kata çıkmak için aynı miktarda enerji harcar fakat ikinci asansör birinciden daha güçlüdür.
D) Asansörler yukarı doğru hareket ederken üzerine daha az net kuvvet uygulanan asansörün hızı azalacaktır.
E) Asansörün yukarı hareket edebilmesi için uygulanan kuvvet, ağırlığından büyük olmalıdır.

Cevap: D

Gerekçe: Daha az net kuvvet uygulanması ivmenin azalmasına sebep olur, hızın azalmasına değil.

ç) Tablodaki verileri kullanarak iş ve güç arasındaki ilişkiyi gösteren matematiksel modeli yazınız.

İş: W = F · Δx
Güç: P = W / t
Sabit hız için ayrıca: P = F · v

Sonuç: Güç, birim zamanda yapılan iştir.

Soru 8 - Türkiye Yüzyılı vizyonu doğrultusunda gerçekleştirilen projeler kapsamında yer alan, yerli otomobilimiz elektrikli ve otonom bir araçtır. (...) Buna göre

a) Metinde geçen enerji biçimleri ve bu enerji biçimlerinin özellikleri

b) Enerji biçimlerinin benzer ve farklı özelliklerini metinden örnek vererek açıklayınız.

Benzerlikler:

• Enerji dönüşebilir.
  Örnek: Bataryadaki kimyasal enerji → elektrik enerjisi → mekanik enerji

Farklılıklar:

• Benzinli araçta fren sırasında enerji ısıya dönüşüp kaybedilir.
• Elektrikli araçta fren sırasında enerji elektriğe dönüşerek bataryaya geri depolanır.
• Elektrikli araç sessizdir, egzoz çıkışı yoktur.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 194 Cevapları (MEB Yayınları)

9. Soru - Sürtünmelerin önemsenmediği idealleştirilmiş ortamlarda mekanik enerji korunur. (...)

a) Yıkım güllesinin sahip olduğu mekanik enerjiyi oluşturan bileşenler nelerdir?

Yıkım güllesinin mekanik enerjisi iki ana bileşenden oluşur:

• Potansiyel Enerji: Gülle yerden bir yükseklikte olduğu için yer çekimi nedeniyle sahip olduğu enerjidir.
• Kinetik Enerji: Gülle serbest bırakıldığında kazandığı hareket enerjisidir.

➡️ Mekanik enerji = Potansiyel enerji + Kinetik enerji

b) Sürtünmelerin önemsenmediği bir ortamda yıkım güllesinin sahip olduğu mekanik enerji bileşenleri arasında nasıl bir ilişki vardır?

Sürtünmenin olmadığı ortamda mekanik enerji korunur. Yani:

EM = Sabit

Başlangıçta EP > EK, gülle aşağı inerken:

• EP azalır
• EK artar

Fakat toplam mekanik enerji sabittir.

Enerji dönüşümü: EP → EK (ıs kaybı olmadan)

10. Soru - Sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda K noktasından c hız büyüklüğü ile geçen kayak sporcusunun mekanik enerjisi 30 J'dür. Kayak sporcusunun L noktasındaki potansiyel enerjisi 20 J olarak verilmektedir.

Verilen Bilgiler:
• K noktasında mekanik enerji = 30 J
• L noktasında potansiyel enerji = 20 J
• Sürtünme yok → Enerji korunur

a) M noktasından geçerken sahip olduğu kinetik enerji kaç J olur?

M noktası en düşük seviyedir → EP(M) = 0 J

Bu nedenle:

EK(M) = EM = 30 J

Cevap: 30 J

b) K noktasından geçerken sahip olduğu kinetik enerji kaç J olur?

EM = EK + EP

30 = EK + 20 → EK = 10 J

Cevap: 10 J

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 195 Cevapları (MEB Yayınları)

11. Tablo 1'de enerji kaynaklarının çevresel etkilerine, Tablo 2'de enerji kaynaklarının ekonomiye olan katkısına yönelik karşılaştırmalar yapılmıştır.

Soru 11-a Tablolardan yararlanarak yenilenebilen ve yenilenemeyen enerji kaynaklarının avantaj ve dezavantajlarını kendi cümleleriniz ile ifade ediniz.

Yenilenebilir enerji kaynakları (rüzgâr, güneş, hidrolik, jeotermal):

Avantajları:

• Doğaya zararları çok azdır, hava ve su kirliliği oluşturmazlar.
• Sürdürülebilir oldukları için gelecekte de kullanılabilirler.

Dezavantajları:

• Hava koşullarına bağımlıdırlar, örneğin rüzgâr yoksa üretim olmaz.
• Bazılarının kurulum maliyeti yüksektir.

Yenilenemeyen enerji kaynakları (kömür, petrol, doğal gaz, nükleer):

Avantajları:

• Sürekli ve yüksek güçte enerji üretirler.
• Ulaşım ve depolama sistemleri gelişmiştir.

Dezavantajları:

• Çevre kirliliği ve iklim değişikliğine sebep olurlar.
• Tükenebilirler ve gelecekte kriz riskleri taşırlar.
• Nükleer enerji radyasyon tehlikesi içerir.

Soru 11-b : Enerji alanında yetkili bir kişi olsaydınız enerji politikalarınızı hangi ilkeler doğrultusunda şekillendirirdiniz? Düşüncelerinizi sınıf arkadaşlarınızla paylaşınız.

• Enerji politikasında temiz enerji kaynaklarına öncelik verirdim.
• Ülke genelinde güneş ve rüzgâr enerjisi yatırımlarını artırırdım.
• Evlerde ve binalarda enerji tasarrufu teknolojileri (yalıtım, LED vb.) zorunlu olurdu.
• Tüketiciye yenilenebilir enerji kullanım teşvikleri sağlardım.
• Doğayı koruyan ve ekonomik kalkınmayı destekleyen projelere ağırlık verirdim.

➡ Böylece çevreci, ekonomik ve sürdürülebilir bir enerji sistemi oluşturmuş olurdum.