💡 10. Sınıf Fizik: İş güç enerji testi Çözümlü Örnekler

Yapılan işi hesaplamak için temel iş formülünü kullanırız:

• İş (W) = Kuvvet (F) x Yer değiştirme (x)

Verilenler:

• Kuvvet (F) = 10 N
• Yer değiştirme (x) = 5 m

Hesaplama:

• \( W = 10 \, \text{N} \times 5 \, \text{m} \)
• \( W = 50 \, \text{Joule} \)

Sonuç: Yapılan iş 50 Joule'dür. ✅

Güç, birim zamanda harcanan enerjidir. Enerjiyi hesaplamak için şu formülü kullanırız:

• Enerji (E) = Güç (P) x Zaman (t)

Verilenler:

• Güç (P) = 2000 W
• Zaman (t) = 10 s

Hesaplama:

• \( E = 2000 \, \text{W} \times 10 \, \text{s} \)
• \( E = 20000 \, \text{Joule} \)

Sonuç: Motor 10 saniyede 20000 Joule enerji harcar. 💡

Cismin kazandığı potansiyel enerjiyi hesaplamak için şu formülü kullanırız:

• Potansiyel Enerji (PE) = Kütle (m) x Yerçekimi ivmesi (g) x Yükseklik (h)

Verilenler:

• Kütle (m) = 5 kg
• Yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/s²
• Yükseklik (h) = 2 m

Hesaplama:

• \( PE = 5 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 2 \, \text{m} \)
• \( PE = 100 \, \text{Joule} \)

Sonuç: Cisim 100 Joule potansiyel enerji kazanır. ✅

Cismin kinetik enerjisini hesaplamak için şu formülü kullanırız:

• Kinetik Enerji (KE) = \( \frac{1}{2} \) x Kütle (m) x Hızın karesi (v²)

Verilenler:

• Kütle (m) = 4 kg
• Hız (v) = 5 m/s

Hesaplama:

• \( KE = \frac{1}{2} \times 4 \, \text{kg} \times (5 \, \text{m/s})^2 \)
• \( KE = \frac{1}{2} \times 4 \, \text{kg} \times 25 \, \text{m}^2/\text{s}^2 \)
• \( KE = 2 \, \text{kg} \times 25 \, \text{m}^2/\text{s}^2 \)
• \( KE = 50 \, \text{Joule} \)

Sonuç: Cismin kinetik enerjisi 50 Joule'dür. 💡

Öncelikle yapılan işi hesaplamalıyız. Asansörün yaptığı iş, insanların kazandığı potansiyel enerjiye eşittir.

• Yapılan İş (W) = Potansiyel Enerji (PE) = m x g x h
• \( W = 800 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 10 \, \text{m} \)
• \( W = 80000 \, \text{Joule} \)

Şimdi ortalama gücü hesaplayabiliriz:

• Ortalama Güç (P) = Yapılan İş (W) / Zaman (t)
• \( P = 80000 \, \text{Joule} / 20 \, \text{s} \)
• \( P = 4000 \, \text{Watt} \)

Sonuç: Asansörün ortalama gücü 4000 Watt'tır. 👉

Bu durumda yapılan işi hesaplamak için temel iş formülünü kullanırız:

• İş (W) = Kuvvet (F) x Yer değiştirme (x)

Verilenler:

• Kuvvet (F) = 150 N
• Yer değiştirme (x) = 100 m

Hesaplama:

• \( W = 150 \, \text{N} \times 100 \, \text{m} \)
• \( W = 15000 \, \text{Joule} \)

Sonuç: Bisiklet sürücüsünün yaptığı iş 15000 Joule'dür. 💡

Öncelikle cismin 10 s sonunda sahip olacağı hızı bulmamız gerekiyor. Kuvvetin uygulandığı süre boyunca cismin kazandığı ivmeyi hesaplayalım:

• F = m x a
• \( 4 \, \text{N} = 2 \, \text{kg} \times a \)
• \( a = \frac{4 \, \text{N}}{2 \, \text{kg}} = 2 \, \text{m/s}^2 \)

Şimdi cismin 10 s sonundaki hızını bulalım:

• v = v₀ + a x t (Burada v₀ = 0 çünkü cisim durmaktaydı)
• \( v = 0 + (2 \, \text{m/s}^2) \times (10 \, \text{s}) \)
• \( v = 20 \, \text{m/s} \)

Son olarak, cismin 10 s sonundaki kinetik enerjisini hesaplayalım:

• KE = \( \frac{1}{2} \) x m x v²
• \( KE = \frac{1}{2} \times 2 \, \text{kg} \times (20 \, \text{m/s})^2 \)
• \( KE = 1 \, \text{kg} \times 400 \, \text{m}^2/\text{s}^2 \)
• \( KE = 400 \, \text{Joule} \)

Sonuç: Cismin 10 s sonunda sahip olduğu kinetik enerji 400 Joule olur. ✅

Bu soruda iki farklı enerji türünü ele almamız gerekiyor: ısıtıcı tarafından harcanan enerji ve suyu ısıtmak için gereken enerji. Soruda "gereken enerji" sorulduğu için, suyu ısıtmak için gereken enerjiyi hesaplayacağız. Elektrikli ısıtıcının gücü ve çalışma süresi, bu enerjinin ne kadar sürede sağlanabileceğini gösterir, ancak doğrudan gereken enerjiyi hesaplamaz. Suyu ısıtmak için gereken enerjiyi hesaplamak için şu formülü kullanırız:

• Isı Enerjisi (Q) = Kütle (m) x Öz ısı (c) x Sıcaklık değişimi (ΔT)

Verilenler:

• Kütle (m) = 2 kg
• Öz ısı (c) = 4200 J/kg°C
• Sıcaklık değişimi (ΔT) = Son Sıcaklık - İlk Sıcaklık = 80°C - 20°C = 60°C

Hesaplama:

• \( Q = 2 \, \text{kg} \times 4200 \, \text{J/kg}^\circ\text{C} \times 60^\circ\text{C} \)
• \( Q = 8400 \, \text{J/}^\circ\text{C} \times 60^\circ\text{C} \)
• \( Q = 504000 \, \text{Joule} \)

Sonuç: 2 kg suyu 20°C'den 80°C'ye ısıtmak için gereken enerji 504000 Joule'dür. 💡 (Not: Isıtıcının gücü ve çalışma süresi, bu enerjinin ne kadar sürede sağlanabileceği ile ilgilidir. 5 dakika = 300 saniye. Isıtıcının harcadığı enerji = 1500 W * 300 s = 450000 Joule. Bu durumda ısıtıcının sağladığı enerji, gereken enerjiden biraz daha azdır, bu da ısıtma işleminin tam olarak 5 dakikada bitmeyebileceğini veya ısı kayıpları olduğunu gösterebilir. Ancak soruda doğrudan "gereken enerji" sorulduğu için, Q formülü kullanılır.)