10. Sınıf Fizik 1. Dönem 2. Yazılı Soruları ve Cevapları

İki fizik öğrencisi bir test pistindeki otomobil için yapılan hareket ölçümlerini yorumluyor. Başlangıçta v=6 m/s, 5 s sonra v=-4 m/s ölçülüyor ve ölçüm aralığında ivme değişmiyor. Bir öğrenci hız değişimi ile ivmeyi aynı nicelik zannediyor; diğeri ise ivmenin birimi ve zamanla ilişkisini vurguluyor.

a) Hız değişimi ile ivmeyi ayrı ayrı hesaplayıp birimlerini yazınız.
b) İki öğrenciden hangisinin açıklamasının doğru olduğunu gerekçelendiriniz.
c) Hızın işareti ile ivmenin işaretinin farklı fiziksel anlamlarını gösteriniz.

Bir otobüs hız kayıt cihazı, sabit ivmeli hareket deneyi için t=0 anında 5 m/s hızla başlatılıyor; 6 saniye sonra 11 m/s hıza ulaşıyor. Öğrenciler aynı hareketi hem hız-zaman grafiği hem cebirsel modelle incelemek istiyor. Hareket sağ yönde olduğu için tüm hız değerleri pozitiftir ve ivme ölçüm boyunca değişmemektedir.

a) İvmeyi ve ortalama hızı hesaplayınız.
b) Bulduğunuz ortalama hızdan toplam yer değiştirmeyi belirleyiniz.
c) Grafik alanından elde edilen sonucu konum denklemiyle kontrol ediniz.

Bir yükleme rampası üzerinde kuvvet sensörüyle yapılan deneyde cisme yatay doğrultuda 6 m boyunca sabit 12 N kuvvet uygulanmıştır. Kuvvet ile yer değiştirme aynı yönlüdür ve farklı etkilerin yaptığı iş bu ilk incelemede hesaba katılmamaktadır. Veriler aşağıdaki kuvvet-yer değiştirme grafiği ile gösterilecektir. Öğrenciler işin yalnızca kuvvetin büyüklüğüne bakılarak belirlenip belirlenemeyeceğini tartışıyor.

a) Kuvvet-yer değiştirme grafiğinin altında kalan alanı geometrik yolla hesaplayınız.
b) Bulduğunuz alanın fiziksel anlamını ve birimini açıklayınız.
c) Kuvvet sabitken yer değiştirme iki katına çıkarsa işin neden değişeceğini gerekçelendiriniz.

Bir yük asansörü, 20 kg kütleli bir yükü yerden 3 m yükseğe 4 s'de sabit hızla çıkarıyor. Sürtünme ve enerji kayıpları ihmal ediliyor; yerçekimi ivmesi 10 m/s² alınacaktır. İşletme ekibi aynı yükün kaldırılmasında yapılan iş ile motor gücünün birbirinden farklı kavramlar olduğunu göstermek istiyor.

a) Yükün kazandığı çekim potansiyel enerjisini ve kaldırma işini hesaplayınız.
b) Ortalama gücü watt cinsinden bulunuz.
c) Aynı iş yarı sürede yapılsaydı iş ve güç değerlerinin nasıl değişeceğini açıklayınız.

Bir güneş panelli kamp lambası sisteminin enerji dönüşüm şeması aşağıda verilmiştir. Sistem çalışırken başlangıçta bulunan güneş ışığı, ara süreçte elektrik enerjisi biçimine; son aşamada ise işık enerjisi biçimine dönüşür. Öğrenciler enerji biçimlerinin isimlerini yazmakla, dönüşüm sırasında enerjinin yok olup olmadığını açıklamanın farklı işlemler olduğunu fark ediyor.

a) Dönüşümün üç aşamasındaki enerji türlerini belirleyiniz.
b) Süreçte ortamı ısıtan veya ses oluşturan olası yan dönüşümleri açıklayınız.
c) Enerji korunumu ilkesiyle 'enerji kaybı' ifadesinin nasıl yorumlanması gerektiğini gerekçelendiriniz.

Bir kaykay pisti düzeneğinde kütlesi 2 kg olan cisim, yerden 5 m yükseklikte hareketsiz bırakılıyor. Referans düzeyi zemin ve yerçekimi ivmesi 10 m/s²; sürtünme ile hava direnci ihmal ediliyor. Cisim aşağı inerken öğrenciler potansiyel ve kinetik enerjinin nasıl değiştiğini inceliyor.

a) Başlangıçtaki potansiyel enerji ve toplam mekanik enerjiyi hesaplayınız.
b) Zemine ulaştığı anda kinetik enerji ve hız büyüklüğünü bulunuz.
c) Enerji dönüşümünü ve toplam mekanik enerjinin neden sabit kaldığını açıklayınız.

Bir ada yerleşimi için elektrik gereksinimini karşılamak amacıyla üç seçenek değerlendiriliyor: güneş, rüzgâr ve kömür. Yerel yönetim tek başına fiyatı değil, enerji kaynağının kendini yenileme süresini, çevresel etkilerini ve mevsimsel üretim değişkenliğini de incelemek istiyor. Proje ekibi 'yenilenebilir kaynağın hiç çevresel etkisi olmaz' yargısının doğruluğunu tartışıyor.

a) Seçenekleri yenilenebilir ve yenilenemez olarak sınıflandırınız.
b) Her seçeneğin olası bir avantajını veya sınırlılığını belirtiniz.
c) Sürekli enerji arzı ve çevre dengesi için hangi türden bir enerji karması tasarlayacağınızı gerekçelendiriniz.