📄 10. Sınıf Fizik: Enerji, Elektrik Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

a) Yapılan iş \(W = F \times \Delta x\) formülü ile bulunur.
\(W = 10\ N \times 5\ m = 50\ J\)
Öğrencinin yaptığı iş 50 Joule'dür.

b) Yapılan iş, cismin kinetik enerjisindeki değişime eşittir (İş-Enerji Teoremi). Cisim başlangıçta durduğu için ilk kinetik enerjisi sıfırdır.
\(W = \Delta E_k = E_{k,son} - E_{k,ilk}\)
\(50\ J = \frac{1}{2} m v_{son}^2 - 0\)
\(50 = \frac{1}{2} \times 2\ kg \times v_{son}^2\)
\(50 = 1 \times v_{son}^2\)
\(v_{son}^2 = 50\)
\(v_{son} = \sqrt{50}\ m/s = 5\sqrt{2}\ m/s\)
Cismin son hızı \(5\sqrt{2}\ m/s\) olur.

💡 Çözüm Adımları:

a) Dirençler seri bağlandığında eşdeğer direnç \(R_{es} = R_1 + R_2 + R_3\) formülüyle bulunur.
\(R_{es} = 6\ \Omega + 6\ \Omega + 6\ \Omega = 18\ \Omega\)
Ohm Yasası'na göre \(V = I \times R_{es}\) olduğundan, ana koldan geçen akım şiddeti \(I = \frac{V}{R_{es}}\)'dir.
\(I = \frac{12\ V}{18\ \Omega} = \frac{2}{3}\ A \approx 0.67\ A\)
Eşdeğer direnç 18 \(\Omega\), ana akım \(\frac{2}{3}\ A\) olur.

b) Dirençler paralel bağlandığında eşdeğer direnç \(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}\) formülüyle bulunur.
\(\frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{6\ \Omega} + \frac{1}{6\ \Omega} + \frac{1}{6\ \Omega} = \frac{3}{6\ \Omega} = \frac{1}{2\ \Omega}\)
\(R_{es} = 2\ \Omega\)
Ohm Yasası'na göre \(V = I \times R_{es}\) olduğundan, ana koldan geçen akım şiddeti \(I = \frac{V}{R_{es}}\)'dir.
\(I = \frac{12\ V}{2\ \Omega} = 6\ A\)
Eşdeğer direnç 2 \(\Omega\), ana akım 6 A olur.

💡 Çözüm Adımları:

a) Elektrik gücü \(P = V \times I\) formülüyle bulunur.
\(2000\ W = 220\ V \times I\)
\(I = \frac{2000}{220}\ A = \frac{200}{22}\ A = \frac{100}{11}\ A \approx 9.09\ A\)
Isıtıcının içinden geçen akım şiddeti yaklaşık 9.09 Amper'dir.

b) Isıtıcının direnci Ohm Yasası'ndan \(V = I \times R\) veya güç formülünden \(P = \frac{V^2}{R}\) bulunabilir.
\(R = \frac{V}{I} = \frac{220\ V}{\frac{100}{11}\ A} = \frac{220 \times 11}{100}\ \Omega = \frac{2420}{100}\ \Omega = 24.2\ \Omega\)
Veya
\(R = \frac{V^2}{P} = \frac{(220\ V)^2}{2000\ W} = \frac{48400}{2000}\ \Omega = 24.2\ \Omega\)
Isıtıcının direnci 24.2 \(\Omega\) 'dur.

c) Bir günde tüketilen enerji \(E = P \times t\) formülüyle bulunur.
Günlük çalışma süresi = 3 saat.
Günlük tüketilen enerji = \(2000\ W \times 3\ h = 6000\ Wh = 6\ kWh\)
Bir ayda (30 gün) tüketilen enerji = \(6\ kWh/gün \times 30\ gün = 180\ kWh\)
Isıtıcı bir ayda 180 kWh enerji tüketir.