✅ 10. Sınıf Fizik: Enerji çeşitleri ve mekanik enerji Test Çöz
✅ 10. Sınıf Fizik: Enerji çeşitleri ve mekanik enerji Testi
Fiziksel anlamda iş yapabilmek için bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesi gerekir. Buna göre, iş ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) İş, skaler bir büyüklüktür.B) İşin birimi Joule'dur.
C) Kuvvetin yaptığı iş, kuvvet ile yer değiştirmenin çarpımı ile bulunur.
D) Bir cisme uygulanan kuvvet, cismi hareket ettirmiyorsa iş yapılmaz.
E) Yer çekimine karşı yapılan iş, cismin kinetik enerjisini artırır.
Kütlesi $ 4 \text{ kg} $ olan bir cisim, yatay sürtünmesiz bir yolda $ 5 \text{ m/s} $ sabit hızla hareket etmektedir.
Buna göre, cismin kinetik enerjisi kaç Joule'dur?
B) $ 25 $
C) $ 40 $
D) $ 50 $
E) $ 100 $
Kütlesi $ 2 \text{ kg} $ olan bir kitap, yerden $ 3 \text{ m} $ yükseklikteki bir rafa konulmuştur.
Yer çekimi ivmesini $ g = 10 \text{ m/s}^2 $ alarak, kitabın yere göre potansiyel enerjisi kaç Joule'dur?
B) $ 20 $
C) $ 30 $
D) $ 60 $
E) $ 120 $
Güç ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Güç, yapılan işin harcanan enerjiye oranıdır.B) Güç, birim zamanda yapılan iş miktarıdır.
C) Güç, skaler bir büyüklük değil, vektörel bir büyüklüktür.
D) Gücün SI birim sistemindeki birimi Joule'dur.
E) Bir cismin hızı arttıkça gücü azalır.
Yatay sürtünmesiz bir düzlemde durmakta olan $ 2 \text{ kg} $ kütleli bir cisme, $ 10 \text{ N} $ büyüklüğünde yatay bir kuvvet $ 4 \text{ m} $ boyunca uygulanıyor.
Buna göre, cismin son hızı kaç $ \text{m/s} $ olur?
B) $ 4 $
C) $ 5 $
D) $ 8 $
E) $ 10 $
Yerden $ 20 \text{ m} $ yükseklikten serbest bırakılan $ 2 \text{ kg} $ kütleli bir cisim, sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda yere çarpmadan hemen önceki hızı kaç $ \text{m/s} $ olur? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $ alınız.)
A) $ 10 $B) $ 15 $
C) $ 20 $
D) $ 25 $
E) $ 30 $
Mekanik enerji ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Mekanik enerji, kinetik enerji ile potansiyel enerjinin toplamıdır.B) Sürtünmesiz ortamlarda mekanik enerji korunur.
C) Bir cismin hızı artarken potansiyel enerjisi sabit kalıyorsa, mekanik enerjisi artar.
D) Sürtünme kuvvetlerinin olduğu ortamlarda mekanik enerji korunmaz, bir kısmı ısı enerjisine dönüşür.
E) Yere göre potansiyel enerjisi olmayan bir cismin mekanik enerjisi, kinetik enerjisine eşittir.
Kütlesi $ 50 \text{ kg} $ olan bir öğrenci, $ 5 \text{ m} $ yüksekliğindeki bir merdiveni $ 10 \text{ s} $ 'de çıkıyor.
Öğrencinin bu süre zarfında harcadığı güç kaç Watt'tır? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $ alınız.)
B) $ 50 $
C) $ 100 $
D) $ 250 $
E) $ 500 $
Kütlesi $ m $ olan bir aracın hızı $ v $ iken kinetik enerjisi $ E $ 'dir.
Aracın hızı $ 2v $ yapılırsa, kinetik enerjisi kaç $ E $ olur?
B) $ E $
C) $ 2E $
D) $ 4E $
E) $ 8E $
Yerden $ h $ kadar yükseklikte bulunan $ m $ kütleli bir cismin yere göre potansiyel enerjisi $ E $ 'dir.
Cisim, yerden $ \frac{h}{2} $ kadar yüksekliğe getirilirse, potansiyel enerjisi kaç $ E $ olur?
B) $ \frac{1}{2}E $
C) $ E $
D) $ 2E $
E) $ 4E $
Yatay bir yolda $ 20 \text{ N} $ 'luk sabit bir kuvvetin etkisiyle $ 10 \text{ m} $ yol alan bir cisim, bu yol boyunca sabit hızla hareket etmektedir.
Buna göre, sürtünme kuvvetinin yaptığı iş kaç Joule'dur?
B) $ -100 $
C) $ 0 $
D) $ 100 $
E) $ 200 $
Kütlesi $ 2 \text{ kg} $ olan bir cisim, yerden $ 5 \text{ m} $ yükseklikteki bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılıyor. Eğik düzlemin eğim açısı $ 30^\circ $ 'dir. Cisim eğik düzlem boyunca hareket ederken sabit $ 4 \text{ N} $ 'luk bir sürtünme kuvvetine maruz kalıyor.
Cisim eğik düzlemin alt ucuna ulaştığında hızı kaç $ \text{m/s} $ olur? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $, $ \sin 30^\circ = 0.5 $)
B) $ \sqrt{20} $
C) $ \sqrt{30} $
D) $ \sqrt{40} $
E) $ \sqrt{60} $
Yatay sürtünmesiz bir yolda durmakta olan bir cisme uygulanan yatay kuvvetin yer değiştirmeye bağlı değişim grafiği (metinle betimlenmiştir) aşağıdaki gibidir:
- Cismin $ 0 \text{ m} $ 'den $ 5 \text{ m} $ 'ye kadar yer değiştirmesi sırasında uygulanan kuvvet $ 10 \text{ N} $ 'dur.
- Cismin $ 5 \text{ m} $ 'den $ 10 \text{ m} $ 'ye kadar yer değiştirmesi sırasında uygulanan kuvvet $ 0 \text{ N} $ 'dur.
Cismin kütlesi $ 2 \text{ kg} $ olduğuna göre, $ 10 \text{ m} $ sonunda cismin hızı kaç $ \text{m/s} $ olur?
B) $ 5 $
C) $ \sqrt{50} $
D) $ 10 $
E) $ \sqrt{100} $
Bir motor, kütlesi $ 10 \text{ kg} $ olan bir yükü $ 20 \text{ s} $ 'de $ 8 \text{ m} $ yüksekliğe sabit hızla çıkarıyor. Motorun gücü $ 100 \text{ W} $ olduğuna göre, motorun verimi yüzde kaçtır? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $ alınız.)
A) $ 40 % $B) $ 60 % $
C) $ 70 % $
D) $ 80 % $
E) $ 90 % $
Yerden $ 10 \text{ m} $ yükseklikten $ 10 \text{ m/s} $ hızla yatay olarak atılan $ 1 \text{ kg} $ kütleli bir cisim, sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda yere çarpmadan hemen önceki hızı kaç $ \text{m/s} $ olur? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $ alınız.)
A) $ \sqrt{100} $B) $ \sqrt{200} $
C) $ \sqrt{300} $
D) $ \sqrt{400} $
E) $ \sqrt{500} $
Sürtünmesiz bir ortamda, yerden belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir cismin hareketine ait bazı noktalar şekildeki gibi (metinle betimlenmiştir) verilmiştir.
- A noktası: Cismin serbest bırakıldığı en yüksek nokta.
- B noktası: Cismin yere göre $ h/2 $ yüksekliğinde olduğu nokta.
- C noktası: Cismin yere çarpmadan hemen önceki nokta.
Buna göre, cismin A, B ve C noktalarındaki mekanik enerjileri $ E_A, E_B, E_C $ arasındaki ilişki nedir?
B) $ E_A < E_B < E_C $
C) $ E_A = E_B = E_C $
D) $ E_A = E_B > E_C $
E) $ E_A > E_B = E_C $
Kütlesi $ 200 \text{ kg} $ olan bir asansör kabini, içinde $ 300 \text{ kg} $ yük ile birlikte $ 10 \text{ m} $ yüksekliğe $ 25 \text{ s} $ 'de çıkarılıyor. Asansörü çalıştıran motorun gücü $ 2500 \text{ W} $ olduğuna göre, asansör sisteminin verimi yüzde kaçtır? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $ alınız.)
A) $ 50 % $B) $ 60 % $
C) $ 75 % $
D) $ 80 % $
E) $ 90 % $
Kütlesi $ 2 \text{ kg} $ olan K cismi $ 4 \text{ m/s} $ hızla, kütlesi $ 4 \text{ kg} $ olan L cismi ise $ 2 \text{ m/s} $ hızla hareket etmektedir.
Buna göre, L cisminin kinetik enerjisinin K cisminin kinetik enerjisine eşit olması için L cisminin hızı kaç $ \text{m/s} $ olmalıdır?
B) $ 2 $
C) $ 2\sqrt{2} $
D) $ 4 $
E) $ 4\sqrt{2} $
Yatay bir platform üzerinde sabit hızla hareket eden bir cisim, platformun yerden sabit hızla yükselmesi sırasında inceleniyor. Cismin platforma göre hızı sabit olduğuna göre, cismin yere göre mekanik enerjisi ve yere göre kinetik enerjisi hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Mekanik enerji artar, kinetik enerji artar.B) Mekanik enerji artar, kinetik enerji değişmez.
C) Mekanik enerji değişmez, kinetik enerji artar.
D) Mekanik enerji değişmez, kinetik enerji değişmez.
E) Mekanik enerji azalır, kinetik enerji değişmez.
Kütlesi $ m $ olan bir cisim, yerden $ h $ yüksekliğindeki $ 30^\circ $ eğimli sürtünmeli bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılıyor ve alt uca $ v_1 $ hızıyla ulaşıyor. Aynı cisim, aynı yükseklikteki $ 60^\circ $ eğimli ve aynı sürtünme katsayısına sahip başka bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılıyor ve alt uca $ v_2 $ hızıyla ulaşıyor.
Buna göre, $ v_1 $ ve $ v_2 $ hızları arasındaki ilişki nedir? ($ \mu \neq 0 $ ve $ \mu $ her iki düzlem için de aynıdır.)
B) Sürtünme katsayısı $ \frac{1}{\sqrt{3}} $ 'tür.
C) Sürtünme katsayısı $ \sqrt{3} $ 'tür.
D) Sürtünme katsayısı $ 1 $ 'dir.
E) Sürtünme katsayısı $ 2 $ 'dir. Bu şekilde sorarsam, cevap A olur ve "sürtünmeli ortam" ifadesiyle çelişir. Bu soruyu değiştirmem gerekiyor. Daha uygun bir "hard" soru bulmalıyım. Yeni "hard" soru fikri: Bir cisim, bir eğik düzlemden bırakılıyor ve sonra yatay yolda duruyor. Toplam alınan yol ve sürtünme katsayısı verilerek, cismin ilk bırakıldığı yükseklik sorulabilir. Veya, bir cisim belirli bir hızla atılıyor, sonra bir eğik düzlemde yükseliyor ve duruyor. Sürtünme de var. Şu anki soru müfredat dışına çıkmadan zorluk seviyesini artırmalı. Verim sorusu zaten vardı. Grafik yorumlama da vardı. Enerji korunumu ve sürtünme işi ile ilgili daha karmaşık bir senaryo. Örneğin, bir cisim eğik düzlemden kayıp, sonra yatayda bir miktar yol alıp duruyor. Kütlesi $ m $ olan bir cisim, yerden $ h $ yüksekliğindeki $ 37^\circ $ eğimli sürtünmeli bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılıyor. Eğik düzlemin alt ucuna geldiğinde hızı $ v $ oluyor. Cisim yatay düzlemde $ 2h $ kadar yol alarak duruyor. Eğik düzlemdeki ve yatay düzlemdeki sürtünme katsayıları eşit ve $ \mu = 0.5 $ olduğuna göre, cismin eğik düzlemin alt ucundaki hızı $ v $ kaç $ \text{m/s} $ 'dir? ($ g = 10 \text{ m/s}^2 $, $ \sin 37^\circ = 0.6 $, $ \cos 37^\circ = 0.8 $) Bu soru çok adımlı ve zor. 1. Eğik düzlemdeki enerji denklemi: $ mgh = \frac{1}{2}mv^2 + W_{sürtünme,eğik} $ $ W_{sürtünme,eğik} = F_{s,eğik} \cdot L_{eğik} = \mu mg \cos 37^\circ \cdot \frac{h}{\sin 37^\circ} $ $ L_{eğik} = h / \sin 37^\circ = h / 0.6 $ $ W_{sürtünme,eğik} = 0.5 \cdot mg \cdot 0.8 \cdot \frac{h}{0.6} = \frac{0.4}{0.6} mgh = \frac{2}{3}mgh $ Denklem: $ mgh = \frac{1}{2}mv^2 + \frac{2}{3}mgh $ $ \frac{1}{3}mgh = \frac{1}{2}mv^2 $ $ \frac{1}{3}gh = \frac{1}{2}v^2 \Rightarrow v^2 = \frac{2}{3}gh $ 2. Yatay düzlemdeki enerji denklemi: Cisim $ v $ hızıyla başlayıp $ 2h $ yol alıp duruyor. $ E_{k,ilk} = W_{sürtünme,yatay} $ $ \frac{1}{2}mv^2 = F_{s,yatay} \cdot \Delta x_{yatay} $ $ F_{s,yatay} = \mu mg = 0.5 mg $ $ \Delta x_{yatay} = 2h $ $ \frac{1}{2}mv^2 = 0.5 mg \cdot 2h = mgh $ $ \frac{1}{2}v^2 = gh \Rightarrow v^2 = 2gh $ Şimdi iki $ v^2 $ ifadesini karşılaştıralım: $ \frac{2}{3}gh = 2gh $ Bu da $ \frac{1}{3} = 1 $ anlamına gelir, ki bu da bir çelişki. Yine bir çelişki. Demek ki bu tür bir soru kurgusunda değerler çok dikkatli seçilmeli. Soruyu daha basit tutalım ama yine de zor olsun. İki farklı eğik düzlemde aynı yükseklikten bırakılan cisimlerin alt uca ulaşma hızları arasındaki ilişki. [TEXT] Kütlesi $ m $ olan bir cisim, yerden $ h $ yüksekliğindeki $ 30^\circ $ eğimli sürtünmeli bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılıyor ve alt uca $ v_1 $ hızıyla ulaşıyor. Aynı cisim, aynı yükseklikteki $ 60^\circ $ eğimli ve aynı sürtünme katsayısına sahip başka bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılıyor ve alt uca $ v_2 $ hızıyla ulaşıyor. Buna göre, $ v_1 $ ve $ v_2 $ hızları arasındaki ilişki nedir? ($ \mu \neq 0 $ ve $ \mu $ her iki düzlem için de aynıdır.) [A] $ v_1 > v_2 $ [B] $ v_1 < v_2 $ [C] $ v_1 = v_2 $ [D] $ v_1 = 2v_2 $ [E] $ v_2 = 2v_1 $
Sürtünmesiz bir ortamda, yerden $ h $ yüksekliğindeki K noktasından serbest bırakılan $ m $ kütleli bir cisim, L noktasından geçerek yere çarpıyor. L noktası, yerden $ h/2 $ yüksekliktedir.
Buna göre, cismin K noktasındaki potansiyel enerjisi $ E_{pK} $, L noktasındaki kinetik enerjisi $ E_{kL} $ ve yere çarptığı andaki kinetik enerjisi $ E_{kY } $ arasındaki ilişki nedir? (Yere göre potansiyel enerji referans alınmıştır.)
B) $ E_{pK} = 2E_{kL} = E_{kY} $
C) $ E_{pK} = E_{kL} + E_{pL} = E_{kY} $
D) $ E_{pK} = E_{kL} = 2E_{kY} $
E) $ E_{pK} = E_{kY} $ ve $ E_{kL} = \frac{1}{2}E_{pK} $
Cevap Anahtarı ve Detaylı Çözümler İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-enerji-cesitleri-ve-mekanik-enerji/testler