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

Bir kütüphane içi robot için iki farklı gözlemci aynı yatay doğru üzerinde, aynı referans noktasını kullanarak ölçüm yapıyor. Araç t=0 anında 25 m, t=8 s anında 65 m konumundadır; deney raporunda hareket süresince hızın değişmediği özellikle belirtilmiştir. Bir gözlemci yalnızca son konumu, diğeri başlangıç ve son konumu kullanarak hız hesabı yapmıştır.

a) Hangi yaklaşımın doğru olduğunu belirleyip hızı hesaplayınız.
b) Konum ile yer değiştirmenin neden farklı büyüklükler olduğunu sayısal örnekle açıklayınız.
c) t=4 s anındaki konumu hesaplayınız.

Bir bisiklet yarışçısı testinde t=0 anından t=10 s anına kadar yatay doğrultudaki hız 12 m/s'den 2 m/s'ye düzgün biçimde değişmiştir. Deney raporunu hazırlayan ekip ivmenin birimini, işaretini ve cismin yönünü ayrı ayrı kaydetmek istiyor. Ölçümler aynı doğrultuda yapılıyor ve konum ekseninin sağ tarafı pozitiftir.

a) Hız değişimini ve ivmeyi hesaplayınız.
b) Hareketin başlangıç ve bitiş yönlerini işaretleri kullanarak söyleyiniz.
c) İvmenin sıfır olmamasına rağmen belirli bir anda hızın sıfır olabileceğini veri üzerinden tartışınız.

Bir spor antrenmanı üzerinde kuvvet sensörüyle yapılan deneyde cisme yatay doğrultuda 9 m boyunca sabit 16 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 düz ray üzerinde araba yatay bir düzlemde 6 m yer değiştiriyor. Ölçüm boyunca hareket yönündeki çekme kuvveti 25 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 saha robotu testinde 60 kg kütleli malzeme zeminden 3 m yüksekliğe kaldırılıyor. Yükün hareketi 9 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 yük asansörü, 25 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 bataryalı oyuncak sisteminin enerji dönüşüm şeması aşağıda verilmiştir. Sistem çalışırken başlangıçta bulunan kimyasal enerji, ara süreçte elektrik enerjisi biçimine; son aşamada ise hareket 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 sürtünmesiz ray modeli üzerinde 5 kg kütleli bir cisim 10 m yüksekten serbest bırakılmıştır. Grafik çizmek isteyen öğrenciler, yüksekliğin azalmasıyla potansiyel enerjinin azalacağını; buna karşılık sürat yükseldikçe kinetik enerjinin artacağını öngörüyor. Hava direnci ve sürtünme yok sayılıyor, yerçekimi ivmesi 10 m/s² kabul ediliyor.

a) Başlangıçtaki çekim potansiyel enerjisini hesaplayınız.
b) Cismin yere ulaşırken kazandığı kinetik enerji ve sürati bulunuz.
c) Ep-yükseklik ve Ek-yükseklik grafiklerinin eğilimlerini sözlü olarak karşılaştırınız.