🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Fizik
💡 10. Sınıf Fizik: İş Güç ve Enerji Soru Çözümü Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Fizik: İş Güç ve Enerji Soru Çözümü Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
50 N büyüklüğündeki bir kuvvet, bir cisme etki ederek onu yatay doğrultuda 10 metre yer değiştiriyor. Bu kuvvetin yaptığı iş kaç Joule'dür? 💡
Çözüm:
- İş (W), bir kuvvetin bir cismi hareket ettirmesiyle yapılan enerjinin aktarımıdır.
- İşin matematiksel formülü: \( W = F \times x \), burada \( F \) uygulanan kuvvettir ve \( x \) cismin yer değiştirmesidir.
- Verilenler: Kuvvet \( F = 50 \) N, Yer değiştirme \( x = 10 \) m.
- Hesaplama: \( W = 50 \, \text{N} \times 10 \, \text{m} = 500 \, \text{Joule} \).
- Sonuç: Kuvvetin yaptığı iş 500 Joule'dür. ✅
Örnek 2:
Bir öğrenci, 10 kg kütleli bir çantayı yerden 1.5 metre yukarı kaldırıyor. Yerçekimi ivmesini \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) olarak alırsak, öğrencinin çantaya karşı yaptığı iş kaç Joule'dür? 🎒
Çözüm:
- Bu durumda yapılan iş, çantanın potansiyel enerjisindeki artışa eşittir.
- Potansiyel enerji değişimi (iş): \( W = \Delta E_p = m \times g \times h \), burada \( m \) kütle, \( g \) yerçekimi ivmesi ve \( h \) yüksekliktir.
- Verilenler: Kütle \( m = 10 \) kg, Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \), Yükseklik \( h = 1.5 \) m.
- Hesaplama: \( W = 10 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 1.5 \, \text{m} = 150 \, \text{Joule} \).
- Sonuç: Öğrencinin çantaya karşı yaptığı iş 150 Joule'dür. 👍
Örnek 3:
200 Watt'lık bir motor, bir yükü 5 saniyede 10 metre yukarı çıkarabiliyor. Bu motorun uyguladığı kuvvet kaç Newton'dur? ⚙️
Çözüm:
- Güç (P), bir işin yapılma hızıdır. Formülü: \( P = \frac{W}{t} \), burada \( W \) iş ve \( t \) zamandır.
- İşin formülü: \( W = F \times x \).
- Bu iki formülü birleştirirsek: \( P = \frac{F \times x}{t} \).
- Verilenler: Güç \( P = 200 \) W, Zaman \( t = 5 \) s, Yer değiştirme \( x = 10 \) m.
- Formülü kuvveti bulmak için düzenleyelim: \( F = \frac{P \times t}{x} \).
- Hesaplama: \( F = \frac{200 \, \text{W} \times 5 \, \text{s}}{10 \, \text{m}} = \frac{1000}{10} \, \text{N} = 100 \, \text{N} \).
- Sonuç: Motorun uyguladığı kuvvet 100 Newton'dur. 🚀
Örnek 4:
Bir bisikletli, 400 Joule'lük işi 8 saniyede tamamlıyor. Bisikletlinin gücü kaç Watt'tır? 🚴
Çözüm:
- Güç, yapılan işin zamana oranıdır.
- Güç formülü: \( P = \frac{W}{t} \).
- Verilenler: İş \( W = 400 \) J, Zaman \( t = 8 \) s.
- Hesaplama: \( P = \frac{400 \, \text{J}}{8 \, \text{s}} = 50 \, \text{W} \).
- Sonuç: Bisikletlinin gücü 50 Watt'tır. ⚡
Örnek 5:
Bir asansör, 500 kg kütleli yolcuları 30 metre yüksekliğe 10 saniyede çıkarıyor. Asansörün motorunun gücü en az kaç Watt olmalıdır? (g = 10 m/s²) 🏢
Çözüm:
- Öncelikle asansörün taşıdığı yükün ağırlığını bulalım: \( F = m \times g = 500 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 = 5000 \, \text{N} \).
- Bu kuvvetin yaptığı iş: \( W = F \times x = 5000 \, \text{N} \times 30 \, \text{m} = 150000 \, \text{J} \).
- Motorun gücü, yapılan işin zamana oranıdır: \( P = \frac{W}{t} \).
- Verilenler: İş \( W = 150000 \) J, Zaman \( t = 10 \) s.
- Hesaplama: \( P = \frac{150000 \, \text{J}}{10 \, \text{s}} = 15000 \, \text{W} \).
- Sonuç: Asansör motorunun gücü en az 15000 Watt olmalıdır. 📈
Örnek 6:
Bir evin elektrik faturasında "Tüketilen Enerji: 300 kWh" yazıyor. Bu, evde ne kadar iş yapıldığını veya ne kadar enerji tüketildiğini gösterir. Eğer 1 kWh enerjinin maliyeti 2 TL ise, bu ayki elektrik enerjisi maliyeti ne kadardır? 💡
Çözüm:
- Burada "kWh" (kilowatt-saat), enerji birimidir. Güç (kW) ile zamanın (saat) çarpımıdır.
- Verilenler: Tüketilen enerji = 300 kWh, 1 kWh maliyeti = 2 TL.
- Toplam maliyeti hesaplamak için tüketilen enerji ile birim maliyeti çarparız.
- Hesaplama: Toplam Maliyet = 300 kWh \( \times \) 2 TL/kWh = 600 TL.
- Sonuç: Bu ayki elektrik enerjisi maliyeti 600 TL'dir. 💰
Örnek 7:
10 kg kütleli bir cisim, 2 m/s hızla hareket etmektedir. Cismin kinetik enerjisi kaç Joule'dür? (Sürtünmeler ihmal edilmiştir.) 🏃
Çözüm:
- Kinetik Enerji (E_k), bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir.
- Kinetik enerji formülü: \( E_k = \frac{1}{2} \times m \times v^2 \), burada \( m \) kütle ve \( v \) hızdır.
- Verilenler: Kütle \( m = 10 \) kg, Hız \( v = 2 \) m/s.
- Hesaplama: \( E_k = \frac{1}{2} \times 10 \, \text{kg} \times (2 \, \text{m/s})^2 = \frac{1}{2} \times 10 \times 4 \, \text{J} = 20 \, \text{Joule} \).
- Sonuç: Cismin kinetik enerjisi 20 Joule'dür. 💨
Örnek 8:
Bir yay sabiti 200 N/m olan bir yaya, 0.1 metre sıkıştırılıyor. Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi kaç Joule'dür? 〰️
Çözüm:
- Esneklik Potansiyel Enerjisi (E_p), esnek bir cismin (yay gibi) deforme olması sonucu depoladığı enerjidir.
- Esneklik potansiyel enerji formülü: \( E_p = \frac{1}{2} \times k \times x^2 \), burada \( k \) yay sabiti ve \( x \) yayın uzama veya kısalma miktarıdır.
- Verilenler: Yay sabiti \( k = 200 \) N/m, Sıkışma miktarı \( x = 0.1 \) m.
- Hesaplama: \( E_p = \frac{1}{2} \times 200 \, \text{N/m} \times (0.1 \, \text{m})^2 = \frac{1}{2} \times 200 \times 0.01 \, \text{J} = 100 \times 0.01 \, \text{J} = 1 \, \text{Joule} \).
- Sonuç: Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi 1 Joule'dür. 💪
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-is-guc-ve-enerji-soru-cozumu/sorular