74 Çözümlerİ 10 İŞ – ENERJİ

KONU
10
İŞ – ENERJİ
TEST • 10-1
Çözümlerİ
7. 12 mv2 = EK
ÇÖZÜMLERİ
v=
1. Mekanik enerjinin korunması için dış kuvvetin olmaması gerekir. Net iş sıfır iken kinetik enerji değişmez, potansiyel enerji değişebilir.
m
Cisim düşey düzlemde kapalı çembersel bir yörüngede sürtünme var iken mekanik enerji korunmayabilir. Bileşke kuvvet sıfır iken cisim sabit hızlı
hareket yapar ve potansiyel enerji artar.
X ¬
=
t
t
¬2
= EK
t2
CEVAP: C
8. K’nin sürati L’nin iki katıdır. K’nın kinetik enerjisi
1
1
m4v2 L’nin 4mv2 dir. Potansiyel enerjileri aynı
2
2
olamaz.
CEVAP: A
CEVAP: A
2. Korumunlu kuvvetler potansiyel ve kinetik enerjinin
birbirine dönüştüğü kuvvetlerdir.
9. Yapılan işin yoldan bağımsız olması cismin aynı
– Yer çekimi kuvveti
noktaya farklı yollardan gelmesi anlamına gelir.
– Elektriksel kuvvet
3 ve 4
– Sürtünme kuvveti korunumlu kuvvet değildir.
(Yapılan iş yola bağlıdır.)
CEVAP: E
CEVAP: E
10. Cismin fırlatılma yönü bağımsız değişkendir. Cis-
min yerden yüksekliği kontrollü değişken, yere
çarpma sürati bağımlı değişkendir.
3. Yapılan ış
W = F.x.cosa’dır.
CEVAP: D
a artarsa cosa azalır.
W1 > W3 > W2 dir.
11. Bir cismin potansiyel enerjisinin varlığı cismin hızından ve ivmesinden bağımsızdır.
CEVAP: D
4.
Cismin sürati sıfır ise kinetik enerji sıfırdır.
E
P=
t
CEVAP: D
Güç, enerjinin zamana oranıdır.

CEVAP: D
74
EP = mgh
EP
= mg’dir. Potansiyel enerji yükseklikle doğru
h
orantılıdır.
Eğimi sabit olan bir doğru olmalıdır.
CEVAP: C
FİZİK LYS SORU BANKASI
TEST • 10-2
5. Cisim yere düşerken potansiyel enerjisi azalır.
6. mgh = E + 2E
mgh = 3E
(Sistemin mekanik enerjisi korunur. X’in potansiyel
enerjisi X ve Y’nin kinetik enerjisine dönüşür.)
CEVAP: D
ÇÖZÜMLERİ
1. E = fs·8x (KU arası 8 bölmeli)
Y
A
Y
I
N
D
E
N
İ
Z
İ
U’dan dönüşte m’de duruyor ise U – M arası kaybedilen enerji 2mgh’dir.
2mgh = fs ·6x
E = fs ·8x
6E = 16mgh
E=
8
mgh
3
CEVAP: D
2. 3mgh = 15 joule
7. Kütleler farklı, yükseklikler ve eğim açılar aynı olmalıdır.
mgh = 5 joule
CEVAP: A
Burada sistemin mekanik enerjisi korunur. L cismi
h inerse K cismi h yükselir. K cismi 2mgh yani 10
joule potansiyel enerji kazanır. L’de 15 joule P.E
kaybeder. Sistem 5 joule PE kaybeder.
8. II numaralı cismin yer değiştirme miktarı aynı süre
sonunda I numaralı cismin yer değiştirme miktarından fazla olup V2 > V1’dir.
Bu enerji, cisimlerin sürati aynı olduğundan kütle
ile doğru orantılı paylaşılır. 3m’in 3 joule ve 2m’in
2 joule olur.
3. Kuvvetin KL arasında yaptığı iş
Yapılan iş F·x bilinmeden yorum yapılamaz.
CEVAP: 2
CEVAP: C
F.x = mgx = EL
LM arasında yapılan iş F.x = mgx kadardır.
Cismin M deki kinetik enerjisi
mgx
3
EL + mg.x –
= mgx
2
2
EL
mgx
2
=
=
3
3
EM
mgx
2
9. Yapılan işler mgh’dir.
F1 = mg
F2 = mgsina
w
Güç P =
t
t2 > t1 dir.
CEVAP: B
P1 > P2 dir.
4. a > a2 olup t süre sonunda cisimlerin sürati
CEVAP: A
J1 > J2 dir. Kütle aynı olduğundan
E1 > E2’dir.
1
X = at2 olduğundan yer değiştirme miktarı farklıdır.
2
10. Cismin potansiyel enerjisi önce artmış, sonra azalmıştır. Yukarı düşey atılmış olabilir ya da eğik atılmış olabilir.
t süre sonunda yerden yükseklikler farklı olduğundan yer çekimi potansiyel enerjiler farklıdır.
CEVAP: B
CEVAP: E
5. 2mgh = Ex+ Ey ¡ Ex = 2Ey dir.
2mgh = 3Ey’dir.
2
Ey = mgh
3
X’in kaybettiği mekanik enerji Y’nin kazandığı kinetik enerji kadardır.
TEST • 10-3
ÇÖZÜMLERİ

CEVAP: E
1. Potansiyel enerji-zaman grafiğinde değişim pa-
raboliktir. Kinetik enerji-yol grafiğinde eğim net
kuvvettir.
II numaralı kuvvet 3h
h
III numaralı kuvvet
kadar hareket eder.
2
F1 = P, 3F2 = 2P
F3 = 3P’dir.
2P
F2 =
3
w1 = P·2h
2P
·3h = 2Ph
3
3Ph
h
w3 = 3P =
2
2
Y
A
Y
I
N
w2 =
w1 = w2 > w3
CEVAP: B
D
E
N
İ
Z
İ
75
Kinetik enerji negatif olamaz.
CEVAP: B
2. Cisim K’den T’ye gelene kadar 2mgh kaybeder.
2mgh = 2fs·x
4mgh = 2fs·2x olup cisim T’de durur.
CEVAP: T
FİZİK LYS SORU BANKASI
6. I numaralı kuvvet 2h
J
2J
J
t
3. Uygulanan kuvvet pozitif iş yaptığından mekanik
2t
3t
4t
TEST • 10-4
enerji artar.
CEVAP: C
t
5t
ÇÖZÜMLERİ
1.
4. Mekanik enerji korunacağı için değişmez.
CEVAP: D
L
K
L
5. Cisim K’den L’ye gelene kadar PE azalır KE artar,
J
O’da iken ip kesilirse cisim yatay atış hareketi yapar. OL arasında L’ye doğru giderken ip kesilirse
J ulaşamaz.
cisim X düzlemine
L’den sonra KE azalır. PE artar.
I ve IV (Enerji negatif değerler alamaz.)
CEVAP: B
Cisim L’de iken
2J hızı sıfırdır. Serbest düşme yapar.
CEVAP: D
J
6. m gh = 12 m v2
2. 12 m Vo2 = k m gx
Süratleri kütleden bağımsız olup kinetik enerjileri
farklıdır.
t
k m g = m ·a
İvme değişmez.
CEVAP: E
Süre değişmez.
m artarsa fs artar, ısıya dönüşen enerji artar.
m
X
2m
E = P (artar)
2h
Y
h
t
7. Maksimum yükseklikte PE ve KE aynı olduğundan
vox = voy dir.
a = 45°’dir.
CEVAP: D
h
CEVAP: B
3h
3. mgh = k·mg·2x
2h
2mgh = k·2mg·x olur.
8. 100 = fS·8 + mg·2
Sürtünme kuvvetinin değişmediği konusunda yanlışlık yapılmıştır. Hız
100 = 8 fs + 20·2

t
fs = ma
tK > tL dir. (süre ivme ile ters orantılıdır.)
60 = 8fs
CEVAP: C
2J
fs = 7,5 N
FİZİK LYS SORU BANKASI
3t
X değişmez.
q > a olduğundan aL > aK dir. (mg sin α = m .a)
J
4. mg sin a = m · a
CEVAP: B
76
2t
a = gsina’dır.
9. Cisim giderken 4 birim, dönerken 1 birim yol alıp
duruyor.
F·x = fs·5·x
F·2x = fs·10x olup M’den R’ye 4x
dönüşte 6x hareket ederek durur.
K’de durur.
CEVAP: A
Y
A
Y
I
N
D
E
N
İ
Z
İ
t
3t
Zaman
İvmeleri aynıdır.
Aynı süre sonunda kazanılan hız aynıdır.
(V = at)
PE
KE
Cisimler özdeş olduğundan kinetik enerjiler aynıdır. Yere olan yükseklikler farklı olduğundan potansiyel enerjiler farklıdır.
t
KE
CEVAP: E
t
1
5. 1244·10
·10 = ·2 ·64 + fs ·x + 2·10·4
24
43 2
mgh
TEST • 10-5
200 – 144 = fs·x = Eısı
1. E = 12 kx2 ise sıkışma 2x olsa idi
Eısı = 56 joule
CEVAP: 56
Eı =
malıdır.
1
1
·I ·4w2 = ·IL ·w2
2 k
2
IK
IL
=
1 x2 E
olurdu.
k =
2 4
4
x
E
olması için sıkışma miktarı
ile x arasında ol2
2
6. K’nin açısal sürati 2w ise L’nin açısal sürati w’dir.
E=
ÇÖZÜMLERİ
CEVAP: B
1
’dür.
4
CEVAP: B
2. Kuvvetin KL arasında yaptığı iş MN arasında kazanılan potansiyel enerjiye eşittir.
F·x = mgh ise
7. K’deki potansiyel enerji L’deki kinetik enerji kadar-
F artırılmalı,
dır. M noktasından cisim geçerken hızı sıfır değildir. Bu noktada kinetik enerjisi vardır. Bundan dolayı E1 = E2 > E3
X artırılmalı,
m azaltılmalıdır.
CEVAP: B
CEVAP: E
8. m kütleli cisim h kadar inerse 4m kütleli cisim h2
3. Ek1 = mgh
yükselir.
-mgh
+
4mg
mgh
Ek2 = 2mgh’dir. II numaralı cismin kinetik enerjisi
daha büyüktür.
h
2
CEVAP: E
4. Kontrollü değişkenler sabit tutulan değişkenlerdir.
X’in kütlesi, cisimlerin yerden yüksekliği kontrollü
değişkenlerdir.
9. Cismin hız-zaman grafikleri çizilerek yol bulunur.
J
2J
J
x
3x
2x
t
2t
3t
t
3x – 6x arası t sürede geçilmiştir.
CEVAP: D
CEVAP: E
Y
A
Y
I
N
D
E
N
İ
Z
İ
5. KP arası potansiyel enerji kaybı mgh, bunun yarısı
LM arasında kaybolduğuna göre, P’deki kinetik
mgh
enerji
’dir.
2
CEVAP: C
77
FİZİK LYS SORU BANKASI
CEVAP: A

Sistemin PE kazancı mgh olup F kuvvetinin yaptığı
ise eşittir.
2J
J
t
6.
2t
t
3t
J
2J
TEST • 10-6
J
t
m
2t
X
2h
3t
t
5t
1. Her aralığı 1 birim, cisimlerin ağırlıklarını K, L, M
alırsak yere göre potansiyel enerjiler aşağıdaki gibi
olur.
2m
Y
h
4t
K + 4L + 4M = E1
h
3h
L + 4K + 4M = E2
2h
M + 4K + 4L = E3’tür.
E1 > E2 ise L > K’dir.
X’in kütlesi m ise Y’nin kütlesi 2m’dir.
M > L > K’dir.
Hız merkezinin yerden yüksekliği 4h, Y’nin
X’in kütle
L
3h’dir.K
Ex 2J
= mg ·4h
2J
=
Ey = J2mg ·3h L 3
t
Zaman
3t
CEVAP: D
2. Y cismi X’e ve çarptığında enerji aktaracağı için kinetik enerjisi azalır.
CEVAP: B
Enerjinin bir kısmı yaya aktarılacağı için sistemin
kinetik enerjisi azalır.
J
Yayın potansiyel enerjisi maksimum iken sistemin
kinetik enerjisi minimumdur.
2J
7. Cismin
kinetik enerjisi sıfırKE
ise sürati sıfırdır, moPE
mentumu Jsıfırdır. PE ve ME sıfır olmayabilir. (yerden belli bir yükseklikte duran bir cisim.)
CEVAP: D
CEVAP: B
3. Z’nin hem kinetik hem de potansiyel enerjisi artar.
t
2t
3t
t
t
Y cisminin potansiyel enerji değişmez, kinetik enerjisi artar. Y ve Z
t
KE
CEVAP: E
8. Çubuk dönerken çubuk üzerindeki her noktanın ta-
radığı açı aynıdır. Açısal süratler aynıdır. K’nin potansiyel enerjisi 3mgh, L’nin potansiyel enerjisi sıfır
olur. Sistemde 3mgh’lik kinetik enerji
kazancı varx
dır. Bunun bir kısmı K’ye bir kısmı L’ye aittir. L’nin
m
sürati K’nin çizgisel
X süratinin iki katı olup kütlesi de
2m
iki katı olduğundan
kinetik
enerjileri aynı olamaz.
2h
Y
4. a = gsina’dır, aynıdır. Yol uzunlukları aynı olup sü-
reler aynıdır. Kütle farklı olduğundan kinetik enerji
farklıdır.
1
m gh = m v2
2
Süratler aynıdır.
h
K’nin toplam enerjisi L’nin toplam enerjisinden büh
yüktür.
3h
2h
CEVAP: C
CEVAP: A
5. ↑ Voy Yukarı çıkarken

78
Ø mg düşey yer değiştirme mg ile 180°’lik açı yapar.
9. V-t grafiği çizilirse,
Hız
Y
A
Y
I
N
2J
FİZİK LYS SORU BANKASI
ÇÖZÜMLERİ
J
t
3t
1
mv2 = E ise
2
1
m ·4v2 = 4E olur.
2
PE
Zaman
KE
CEVAP: 4
t
t
D
E
N
İ
Z
İ
w = F·x·cosa
= mg·h·cos180
= -mgh ya da kinetik enerji azalıyor ise negatif iş
yapılmıştır.
Aşağı inerken a = 0’dır ya da kinetik enerji arttığından pozitif iş yapılmıştır.
Yer çekiminin KL arasında yaptığı iş sıfırdır.
¢Ek = 0
CEVAP: A
t
2t
3t
t
6. Yer çekimi kuvveti kinetik enerjiyi artırırken hava
m
TEST • 10-7
direnci kinetik Xenerji artışını zayıflatır. Yer çekimi
2m
2h
pozitif iş yaparken
hava
direnci negatif iş yapar.
Y
h
Net işin sıfır olması için
h ¢Ek = 0 olmalıdır.
3h
1. Eöteleme = 12 mJ2
CEVAP: C
2h
max
7. P = wt = Fx
=
t
t
Hız
kg m2
m m
kg2J 2 s =
s
s3
J
M L2
T3 t
3t
ÇÖZÜMLERİ
Edönme =
1
I ·w2
2
=
J2
1 2
m r2 2
5
2
r
=
1
mJ2
5
Zaman
Eö
Ed
=
5
2
CEVAP: E
CEVAP: D
8.
PE
KE
t
t
KE
2. F = m·a
m artarsa a azalır.
1
2
F·x = mv m artarsa v azalır.
2
a azalır ise t artar.
x
F·x = E olduğundan E değişmez.
Grafikler yukarıdaki gibi olmalıdır. Sadece III. grafik
doğrudur. (Cismin yer değiştirme miktarı t2 ile doğru orantılıdır.)
CEVAP: B
CEVAP: C
9. Cismin kinetik enerji değişimi 2E olup cismin hızı

2J yapılırsa kinetik enerji 4E olur. 2E kadarlık enerji de potansiyel enerji dönüşümden ekleneceği için
6E olur.
CEVAP: C
tadır.
2E
E
E = 9fs · x Enerjinin
kalması için
kaybedil3
3
melidir.
KN arası enerji kaybı
2E/3’tür.
E
’tür. N’deki kinetik enerji
3
CEVAP: B
A
Y
I
N
D
E
N
İ
Z
İ
2
ı2
v
1 2 2v 1
1 2
1
· mr 2 + mv2 + mgh = · mr2 2 + mvı2
r
r
2 5
2
2 5
2
100 100
vı2 vı2
+
+ 28
=
+
5
5
2
2
98 =
7vı2
10
vı = 2æ35 m/s
CEVAP: B
FİZİK LYS SORU BANKASI
3.
10. Cisim gidiş ve dönüşte toplam 9 birim yol almak- Y
79
1 2 1
1
1
Iw + mv2 + mgh = I·wı2 + mvı2
2
2
2
2
4. E = m g h
9. KL arasındaki kayıp ile LM arasındaki kazanç aynı
büyüklüktedir. KL arasındaki kayıp fs·x LM arasındaki kazanç mgh’dir.
Ø Ø ↑
sabit
m azalırsa h artar, N’ye kadar çıkabilir. Eğik düzlemde ivme
kmgx = mg·h
h
sin53 = x
a = gsina olup değişmez.
1
E + m J2
2
Ø Ø ↑
sbt
h = x·sin53
km g x = m g ·x ·sin 53
4
k=
= 0,8
5
L’deki hız artar.
CEVAP: E
CEVAP: E
5. P’den geri dönüşte N’de durduğuna göre, sürtün-
10. Cisim KL arasında enerjisinin %20’sini kaybettiğine
meye harcanan enerji mgh = fs·x
göre,
mgh 4
= mgh
5
5
LM arasında sürtünmeye harcanan enerji
E + mgh = 4fsx
mgh –
4mgh
E = 3 mgh
mgh’dir. x = 2h’dir.
CEVAP: 3
4
mgh = fs ·x
5
4
mgh = k mg ·2h
5
2
k=
5
6. F·X = m g h
Ø Ø ↑
kütleden
bağımsız
F artarsa cismin kinetik enerjisi artar, h artar.
CEVAP: B
CEVAP: D
11. MP arasında gidiş ve dönüşte E2 kadar enerji kay-
7. Cisim sürtünmeli yolda gidiş ve dönüşte E enerjisini kaybediyor. Bundan dolayı
boluyor. Sadece giderken
E = 2fs·x = fsx + mgh ¡ fs .x = mgh
Ø fsx = 2.10.1

E = 2·20
E–
fsx = 20
E
kaybolur.
4
3E
= mgh
4
E
= mgh
4
E
kaybeder. P’den yukarı çıkar,
4
E
arasında
daha kaybeder.
12
2E ile fırlatılınca
= 40 j dür.
dönüşte
CEVAP: E
80
Y
2E –
PN
E 5E
=
3
3
8. Cisim her mgh kadarlık potansiyel enerji kaybında A
FİZİK LYS SORU BANKASI
4
5
Y
I
N
aynı miktar KE kazanmalıdır.
KL arası 2E
LM arası E
MN arası 2E enerji kazanıldığına göre, LM arası
sürtünmelidir.
CEVAP: B
D
E
N
İ
Z
İ
CEVAP: D
12. Ek = 7E olsun.
Ep = 3E ise
her bir aralıkta kaybolan enerji E kadardır, dönüşte
3E’lik enerji 3 birimlik yolda tükenir. L’de durur.
CEVAP: B
TEST • 10-8
5. Potansiyel enerji zaman grafiği paraboliktir. Her üç
sistemde PE azalıp sıfır olur, daha sonra yeniden
artar.
ÇÖZÜMLERİ
CEVAP: E
1. Cisim U’dan geri dönüşte P’de duruyor ise UP arası kaybolan potansiyel enerji 2mgh’dir.
K’den U’ya kayıp 8fsx’tir.
8fsx = E + 2mgh
2mgh = 4fs·x’dir.
6. Fnet·X = ¢Ek’dir.
E = 2mgh
Kinetik enerji değişimi sıfırdır.
Cismin y’ye çıkması için 10fs·x = 5mgh
5E
gereklidir. 5mgh =
’dir.
2
CEVAP: A
CEVAP: C
7. Eğim açıları farklı olmasına rağmen kinetik enerji-
2. w = 4 rad/s
lerin aynı olması eğim açısının sonucu değiştirmediği anlamına gelir.
vx = w·r1 = 4·0,25 = 1 m/s
vy = w·r2 = 4·0,75 = 3 m/s
1
1
Ek = mx Vx2 + my ·Vy2
2
2
1
1
=
2·1 + ·1·9
2
2
= 5,5 joule
3.
CEVAP: D
8. Potansiyel enerji olarak depolanan sistemler koru-
CEVAP: B
numlu kuvvetlerin olduğu sistemlerdir.
2F = m · a1
CEVAP: E
F = 2m · a2
x1
a1
a2 = 4 olup x2 = 4’tür.
1 2
at o
2
E2 = F ·X2
9. KO ya da OL arası 2x olsun. Eğer cisim OL’nin tam
ortasında olursa Eyay =
= 8’dir.
ET = 4Ek olur.
CEVAP: 8
4. KL = h1
1 2
1
kx ET = k ·4x2
2
2
ET = 2Ek olması için yayın açılma ya da sıkışma
miktarı X’ten büyük olmalıdır. K’ye yakın ya da L’ye
yakın bir yerde olmalıdır.
LM = h2 olsun.
K’deki kinetik M’de potansiyel enerjidir.
CEVAP: E
Ek = mg(h1 + h2)
L’deki potansiyel enerji mgh1 dir.
mg h1
1
=
3
mg (h1 + h2)
3h1 = h1 + h2
h2 = 2h1
h1
1
=
2
h2
Y
A
Y
I
N
CEVAP: B
D
E
N
İ
Z
İ
10. X’in yere göre potansiyel enerjisi 4mgh’dir.
X cismi K’ye geldiğinde bu enerjinin
tik enerjisi
1
’ü X’in kine4
3
’ü Y’nin kinetik enerjisi olur. (kütle ile
4
orantılı). Bu durumda X, L’ye kadar çıkabilir.
CEVAP: A

E1 = 2F ·X1
81
FİZİK LYS SORU BANKASI
ex =