📄 10. Sınıf Fizik: Enerji ve elektrik Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

a) Dirençler seri bağlandığında eşdeğer direnç \( R_{es} = R_1 + R_2 = 4 \Omega + 2 \Omega = 6 \Omega \) olur.

Ohm Kanunu'na göre \( V = I \cdot R_{es} \) olduğundan, \( 12 \text{ V} = I \cdot 6 \Omega \) ve \( I = 2 \text{ A} \) bulunur.

Her bir direnç üzerindeki potansiyel farkı:

\( V_1 = I \cdot R_1 = 2 \text{ A} \cdot 4 \Omega = 8 \text{ V} \)

\( V_2 = I \cdot R_2 = 2 \text{ A} \cdot 2 \Omega = 4 \text{ V} \)

Kontrol: \( V_1 + V_2 = 8 \text{ V} + 4 \text{ V} = 12 \text{ V} \) (Üreteç gerilimine eşit).



b) Dirençler paralel bağlandığında eşdeğer direnç \( \frac{1}{R_{es}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{4 \Omega} + \frac{1}{2 \Omega} = \frac{1}{4} + \frac{2}{4} = \frac{3}{4} \) olur.

Buradan \( R_{es} = \frac{4}{3} \Omega \) bulunur.

Ana kol akım şiddeti \( I_{ana} = \frac{V}{R_{es}} = \frac{12 \text{ V}}{\frac{4}{3} \Omega} = 12 \text{ V} \cdot \frac{3}{4 \Omega} = 9 \text{ A} \) bulunur.

Paralel bağlı devrelerde her bir kolun potansiyel farkı üreteç gerilimine eşittir (12 V).

Her bir direnç üzerinden geçen akım şiddeti:

\( I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12 \text{ V}}{4 \Omega} = 3 \text{ A} \)

\( I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12 \text{ V}}{2 \Omega} = 6 \text{ A} \)

Kontrol: \( I_1 + I_2 = 3 \text{ A} + 6 \text{ A} = 9 \text{ A} \) (Ana kol akımına eşit).

💡 Çözüm Adımları:

a) Cismin başlangıçtaki potansiyel enerjisi \( E_p = m \cdot g \cdot h \) formülüyle bulunur.

\( E_p = 2 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 \cdot 5 \text{ m} = 100 \text{ J} \).



b) Cismin yere çarpma anındaki kinetik enerjisi \( E_k = \frac{1}{2} m v^2 \) formülüyle bulunur.

\( E_k = \frac{1}{2} \cdot 2 \text{ kg} \cdot (2 \text{ m/s})^2 = 1 \text{ kg} \cdot 4 \text{ m}^2\text{/s}^2 = 4 \text{ J} \).



c) Başlangıçtaki toplam mekanik enerji sadece potansiyel enerjiden oluşur çünkü cisim durmaktadır (\(E_{mekanik, ilk} = E_p = 100 \text{ J}\)).

Yere çarpma anındaki toplam mekanik enerji sadece kinetik enerjiden oluşur (yere göre potansiyel enerji sıfırdır) (\(E_{mekanik, son} = E_k = 4 \text{ J}\)).

Mekanik enerji kaybı \( \Delta E_{mekanik} = E_{mekanik, ilk} - E_{mekanik, son} = 100 \text{ J} - 4 \text{ J} = 96 \text{ J} \).

Bu kayıp, hava sürtünmesi gibi dış etkenler nedeniyle ısı enerjisine dönüşen enerjidir.

💡 Çözüm Adımları:

a) Ütünün direnci Ohm Kanunu'ndan \( V = I \cdot R \) formülüyle bulunur.

\( 220 \text{ V} = 10 \text{ A} \cdot R \)

\( R = \frac{220 \text{ V}}{10 \text{ A}} = 22 \Omega \).



b) Ütünün gücü \( P = V \cdot I \) formülüyle bulunur.

\( P = 220 \text{ V} \cdot 10 \text{ A} = 2200 \text{ W} \).



c) Harcanan enerji \( E = P \cdot t \) formülüyle bulunur.

Gücü kilowatt cinsinden alalım: \( P = 2200 \text{ W} = 2.2 \text{ kW} \).

Zamanı saat cinsinden alalım: \( t = 2 \text{ saat} \).

\( E = 2.2 \text{ kW} \cdot 2 \text{ saat} = 4.4 \text{ kWh} \).