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

Bir otonom depo aracı üzerine yerleştirilen konum algılayıcısı yatay yöndeki hareketi kayıt altına alıyor. Grafik, t=0 anında -10 m'den başlayan ve t=15 s anında 50 m'ye ulaşan doğrusal konum değişimini göstermektedir. Pozitif konumların sağ tarafta, negatif konumların sol tarafta olduğu kabul ediliyor.

a) Grafikteki doğrunun eğiminden hızı bulunuz.
b) Aracın yönü ile hızın işareti arasındaki ilişkiyi açıklayınız.
c) Grafik doğrusal olduğu hâlde neden ivmenin sıfır olduğunu gerekçelendiriniz.

Bir çekme kuvveti deneyi doğrusal ray boyunca iki aşamada çekiliyor. İlk 4 m boyunca 18 N, sonraki 4 m boyunca 24 N yatay kuvvet uygulanıyor. Kuvvet her aşamada sabit ve yer değiştirmeyle aynı yönlüdür; toplam yol iki aşamanın uzunlukları toplamıdır. Ekip, değişen kuvvetin yaptığı işi kuvvet-yer değiştirme grafiğini alanlara bölerek bulmayı planlıyor.

a) Her aşamadaki işi ayrı hesaplayınız.
b) Toplam işi bulunuz ve grafikte alanların toplamı olarak yorumlayınız.
c) Yalnızca ilk aşamadaki kuvvet kullanılsaydı toplam işin nasıl değişeceğini açıklayınız.

Bir su pompası ile yapılan deneyde 30 kg yük, düşey doğrultuda 4 m yükseltiliyor. Bu işlem 5 s sürüyor ve yükün başlangıç ile bitiş hızları sıfır kabul ediliyor. Sistem için sürtünme ihmal edildiğinden yük üzerinde yapılan yararlı iş, mekanik enerji değişimine eşittir. İki öğrenci 'çok güç harcayan cihaz mutlaka daha çok iş yapar' görüşünü tartışıyor.

a) Yükün potansiyel enerji artışını bulunuz.
b) İşin joule, gücün watt cinsinden değerlerini hesaplayınız.
c) İş ve gücün farklı fiziksel nicelikler olduğunu bu sayıların yardımıyla gösteriniz.

Bir atölye vinci sabit hızla hareket ederken 40 kg kütleli bir yükü 5 m yükseğe 8 s içinde kaldırıyor. Deneyin raporunda g=10 m/s² alınmış; ancak öğrencilerden biri yükseklik yerine zamanı kullanarak iş hesaplamaya çalışmıştır. Aynı işi yapan iki motorun birinin daha kısa sürede tamamlaması isteniyor.

a) Mekanik iş için doğru bağıntıyı seçip sonucu bulunuz.
b) Gücü ve birimini hesaplayınız.
c) Daha kısa sürede çalışan motorun neden daha güçlü olduğunu enerji aktarım hızı üzerinden açıklayınız.

Bir rüzgâr türbini incelenirken girişteki enerjinin tamamının kullanılmak istenen çıkış biçimine dönüşmediği belirleniyor. Sistem tasarımında rüzgâr hareketi başlangıç kaynağı, türbin hareketi ara biçim, elektrik enerjisi ise hedeflenen çıktı olarak seçilmiştir. Ekip 'verim düşüklüğü enerjinin yok edildiği anlamına gelir' sonucuna varıyor; başka bir ekip bu yoruma itiraz ediyor.

a) Enerji dönüşüm zincirini sırasıyla yazınız.
b) Kullanılamayan enerjinin hangi biçimlere aktarılabileceğine iki örnek veriniz.
c) İkinci ekibin itirazını enerjinin korunumu yasasıyla açıklayınız.

Bir su kaydırağı üzerine yerleştirilen 3 kg kütleli deney arabası, 8 m yüksekliğindeki noktadan ilk hızsız bırakılıyor. Hareket boyunca sürtünme ve hava direnci ihmal edilmektedir. Öğrenciler enerji korunumuyla son sürati bulmak için toplam enerjiyi başlangıç ve bitiş anlarında eşitliyor; g=10 m/s² alıyor.

a) Başlangıçtaki mekanik enerjiyi hesaplayınız.
b) Sıfır yükseklikteki kinetik enerjiyi ve son sürati hesaplayınız.
c) Aynı yükseklikten daha ağır bir cisim bırakılırsa süratin neden değişmeyeceğini açıklayınız.

Bir dağ köyü okulunun enerji kulübü, şebekeye bağımlılığı azaltmak için hidroelektrik, güneş ve doğal gaz kaynaklarını karşılaştıran bir rapor yazıyor. Raporda bir kaynağın enerji üretiminde sürekli kullanılabilmesi, kurulumun bulunduğu çevrenin koşulları ve sera gazı etkileri ayrı başlıklarda inceleniyor. Kulüp, 'her yenilenebilir kaynak her bölgede aynı verimle çalışır' iddiasını araştırıyor.

a) Hangi kaynakların yenilenebilir olduğunu belirtiniz.
b) Kaynak seçiminin bölgesel koşullarla değişmesine iki neden yazınız.
c) Karbon salımı ve arz güvenilirliği açısından dengeli bir çözüm öneriniz.