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

Bir asansör kabini, düz bir parkurda hız sensörüyle izleniyor. İlk hız 8 m/s, ölçümden 3 s sonra hız 17 m/s'dir. Ölçüm aralığında ivmenin sabit olduğu ve pozitif yönün parkur boyunca sağa doğru seçildiği bilinmektedir. İvmeyi yalnızca süratin artışı olarak yorumlayan bir öğrenci, aracın hareketini hatalı değerlendirmiştir.

a) İvmeyi hız değişimi/zaman bağıntısıyla hesaplayınız.
b) İvmenin işaretinin anlamını ve hızın artması/azalması durumunu ayırt ediniz.
c) Öğrencinin 'negatif ivme her durumda yavaşlama demektir' ifadesini bu durumla ilişkilendirerek değerlendiriniz.

Bir robotik hareket laboratuvarı için düzenlenen araştırmada hareketin ilk hızı 6 m/s ve sabit ivmesi 2 m/s² olarak belirlenmiştir. Deney süresi 4 s olup hareketin tamamında aynı doğrultu ve yön korunmuştur. Öğrenciler, grafik üzerinde dikdörtgen bölgenin başlangıç hızının, üçgen bölgenin ise ivmeye bağlı ek hareketin katkısını gösterdiğini söylüyor.

a) Son hızı ve hız değişimini bulunuz.
b) Grafiğin altında kalan toplam alanı iki parçaya ayırarak hesaplayınız.
c) Hız-zaman alanı ile ivme-zaman alanının verdiği fiziksel büyüklükleri karşılaştırınız.

Bir el arabası taşıma üzerinde kuvvet sensörüyle yapılan deneyde cisme yatay doğrultuda 10 m boyunca sabit 20 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 kızak sürükleme yatay bir düzlemde 5 m yer değiştiriyor. Ölçüm boyunca hareket yönündeki çekme kuvveti 24 N, hareketin ters yönündeki direnç kuvveti ise 4 N büyüklüğündedir. Öğrenciler çekme kuvvetinin yaptığı iş ile bileşke kuvvetin yaptığı işin eşit olup olmadığını sınamak istiyor. Yer değiştirme ve kuvvetler aynı doğrultudadır.

a) Çekme kuvvetinin ve direnç kuvvetinin yaptığı işleri işaretleriyle hesaplayınız.
b) Bileşke kuvvetin yaptığı net işi bulunuz.
c) Kuvvetin hareket yönüne göre yaptığı işin pozitif/negatif olmasını açıklayınız.

Bir merdiven tırmanan sporcu testinde 25 kg kütleli malzeme zeminden 6 m yüksekliğe kaldırılıyor. Yükün hareketi 6 s sürdüğü hâlde deney sonunda yükün sahip olduğu çekim potansiyel enerjisi, kaldırma süresinden bağımsız kalmıştır. Bu durumun açıklanması için g=10 m/s² ve ihmal edilebilir mekanik kayıp varsayımları veriliyor.

a) Yük üzerinde yapılan yararlı işi hesaplayınız.
b) Ortalama gücü bulunuz.
c) Kaldırma süresi iki katına çıkarıldığında iş ile gücün nasıl değişeceğini gerekçelendiriniz.

Bir elektrikli çekici, 50 kg kütleli bir yükü yerden 2 m yükseğe 10 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 okulun bilim fuarında kurulan hidroelektrik model modelinde öğrenciler üç enerji basamağı gözlemliyor: önce su potansiyeli, ardından hareket enerjisi, en sonunda elektrik enerjisi. Modelin bir kısmında ısınma ve küçük titreşimler de ölçülüyor. Bir öğrenci yalnızca başlangıç ve son basamağa bakıldığında dönüşümün tüm fiziksel yönlerinin açıklanamayacağını öne sürüyor.

a) Ana enerji dönüşümlerini bir şema hâlinde yazınız.
b) Ara basamağın işlevini bu modele dayanarak açıklayınız.
c) Isınma ve titreşimin enerji dengesi bakımından ne anlama geldiğini tartışınız.