Örnek Soru 1 kolay
Enerji korunumuna göre toplam enerji nasıldır?
- A) Artar.
- B) Önce artar sönra a
- C) Azalır.
- D) Sabit kalır.
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Sabit kalır.
Enerji korunum yasasına göre toplam enerji her zaman sabittir.
10. SınıfFizik
Fizik · 10. Sınıf · Enerji ve Hareket
Enerji Korunumu ve Dönüşümleri başlığında ilerleyeceğiz. Fizikte en sık karşılaşılan zorluk kavramı unutmak değil, formülü neden kullandığını söyleyememektir; bu yüzden önce mantığı, sonra sayıyı göstereceğiz.
Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:
Bu konuyu anlamanın ön koşulu Kinetik ve Potansiyel Enerji bilgisidir. Kinetik ve Potansiyel Enerji konusundaki temel kavramlar bu derste örneklerin üzerinde yeniden karşımıza çıkacak.
Bir cismin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamına mekanik enerji denir: E_mek = E_k + E_p. Sürtünmenin olmadığı ortamlarda mekanik enerji korunur; bir tür enerji azalırken diğeri artar.
Enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez; yalnızca bir türden diğerine dönüşebilir. Bu ilke doğanın en temel yasalarından biridir. Evrendeki toplam enerji sabittir.
Sürtünme kuvveti, mekanik enerjinin bir kısmını ısı enerjisine dönüştürür. Bu nedenle sürtünmeli sistemlerde mekanik enerji korunmaz, ancak toplam enerji korunur. Sürtünmenin yaptığı iş W_s = f · d ile bulunur.
Sürtünmesiz bir sistemde mekanik enerji korunur: potansiyel enerji azalırken kinetik enerji aynı miktarda artar. Tepeden bırakılan bir cismin en hızlı noktası her zaman alçaktır.
Sürtünme varsa mekanik enerji azalır; kaybolan kısım ısıya dönüşür. Toplam enerji yine korunur; yalnız biçimi değişir. Hesaplarda v = √(2 g h) kalıbı işlemleri kısaltır.
Sürtünmesiz bir sistemde başlangıç ve bitiş noktalarının mekanik enerjileri birbirine eşittir: E_p(üst) + E_k(üst) = E_p(alt) + E_k(alt). Tepede cisim durgunsa E_k(üst) = 0 alınır ve m · g · h = ½ · m · v² eşitliği kurulur; kütle sadeleşir, buradan v = √(2 · g · h) sonucu çıkar: 45 m yükseklikten bırakılan cisim yere v = √(2 × 10 × 45) = √900 = 30 m/s hızla çarpar.
Aynı denklem ters yönde de kullanılır: yerden yukarı 20 m/s hızla fırlatılan cisim, kinetik enerjisinin tamamı potansiyel enerjiye dönüşene kadar yükselir ve 20 m/s ile atılan cisim, sürtünme yoksa 20 m yüksekliğe kadar çıkabilir; çünkü h = v² / (2 · g) = 400 / 20 = 20 m.
Sürtünme varsa mekanik enerji korunmaz; başlangıç enerjisi ile bitiş enerjisi arasındaki fark, sürtünmenin ısıya çevirdiği enerjiye eşittir: kayıp = f · d. 20 N sürtünme kuvveti taşıyan bir cisim 4 m kayarsa 20 × 4 = 80 J enerji ısıya dönüşür ve cismin kalan mekanik enerjisi 80 J kadar azalır.
Bu kayba rağmen toplam enerji yine korunur; yalnız biçim değiştirir: mekanik enerji azalır, çevre sıcaklığı artar. Aynı sebeple cismin hızı, hesaplanan değerden küçük çıkar. Problemlerde önce kayıp hesaplanır, sonra kalan mekanik enerjiden istenen büyüklük bulunur.
Öğrenilen bilgi ancak bir işe yaradığında yerinde kalır. Enerji Korunumu ve Dönüşümleri konusunu günlük hayattan bir durumla birleştirelim; soruyu çözerken her adımın hangi kurala dayandığını söylemeye çalışın.
Uygulama sorusu: Enerjinin korunumu ilkesini ve biçim değişimlerini; günlük hayattan üç örnek üzerinden anlatan bir sunum metni yaz. Her örnekte enerjinin hangi biçimden hangi biçime geçtiğini belirt.
Bu görev için 15 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.
Bu konuyu çalışırken işinize yarayacak notlar
İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.
Örnek 1 · Serbest Düşme
Soru: 20 m yükseklikten serbest bırakılan cismin yere çarpma hızı kaç m/s'dir? (g = 10 m/s², sürtünme yok)
Cevap: v = √(2 g h) = √(2 ×10 ×20) = √400 =20 m/s.
Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.
Örnek 2 · Sürtünme Kaybı
Soru: Bir cisim sürtünmeli yüzeyde 15 m sürükleniyor. Sürtünme kuvveti 40 N ise ısıya dönüşen enerji kaç J'dür?
Cevap: W = F × s =40 ×15 =600 joule ısıya dönüşür.
Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.
| Kavram | Anlamı | Sık karıştırılan karşılığı |
|---|---|---|
| Mekanik enerji | : | Sürtünmeli ortamda mekanik enerjinin korunduğunu sanmak |
| Sürtünmesiz bir sistemde mekanik enerji korunur | : potansiyel enerji azalırken kinetik enerji aynı miktarda artar. Tepeden bırakılan bir cismin en hızlı noktası her zaman alçaktır. | Yükseklikte kinetik enerjinin de büyük olduğunu sanmak |
| E_p(üst) + E_k(üst) = E_p(alt) + E_k(alt) | . Tepede cisim durgunsa E_k(üst) = 0 alınır ve m · g · h = ½ · m · v² eşitliği kurulur; kütle sadeleşir, buradan | Bu kavram için ayrı bir hata kaydı tutulmamış; tanımıyla ilgili uyarılar aşağıdaki bölümde. |
| V = √(2 · g · h) | Sonucu çıkar: 45 m yükseklikten bırakılan cisim yere v = √(2 × 10 × 45) = √900 = 30 m/s hızla çarpar. | Bu kavram için ayrı bir hata kaydı tutulmamış; tanımıyla ilgili uyarılar aşağıdaki bölümde. |
| Kayıp = f · d | . 20 N sürtünme kuvveti taşıyan bir cisim 4 m kayarsa 20 × 4 = 80 J enerji ısıya dönüşür ve cismin kalan mekanik enerjisi 80 J kadar azalır. | Sürtünmeli ortamda mekanik enerjinin korunduğunu sanmak |
Kuralları tek yerde görmek, karışık gelen bilgileri düzene sokar. Aşağıdaki tablo bu konuda geçen kural ve ölçüleri içerir.
| Ölçülen büyüklük | Derste geçen değer | Değerin geçtiği bağlam |
|---|---|---|
| hız | 10 m/s | 20 m yükseklikten serbest bırakılan cismin yere çarpma hızı kaç m/s'dir? (g = 10 m/s², sü… |
| hız | 20 m/s | Adım 3:v = √(2 ×10 ×20) = √400 =20 m/s. |
| kütle | 5 kg | 10 m yükseklikte duran5 kg'lık cismin yarısının yolunda (5 m) sahip olduğu mekanik enerji… |
| hız | 30 m/s | kütle sadeleşir, buradan v = √(2 · g · h) sonucu çıkar: 45 m yükseklikten bırakılan cisim… |
Yukarıdaki ölçülerin arkasındaki kural ve formüller şunlardır:
| Kural ya da formül | Ölçü / birim | Örnek adımlarında geçiyor mu |
|---|---|---|
| Enerji korunur ve dönüşür. | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 2 · Sürtünme Kaybı |
| Sürtünmesiz sistemde mekanik enerji sabittir; sürtünmeli sistemde bir kısmı ısıya dönüşür. | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 2 · Sürtünme Kaybı |
| Mekanik enerji = Ek + Ep (sürtünmesiz ortamda korunur) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 2 · Sürtünme Kaybı |
| Ep azalırken Ek aynı miktarda artar | Ölçü birimi yok (saf kural) | Örnek adımlarında sayısal olarak geçmiyor |
| Sürtünmede mekanik enerji ısıya dönüşür | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 2 · Sürtünme Kaybı |
Aşağıdaki hatalar bu konuda en sık görülenlerdir. Her biri için önce hatanın kendisi, sonra neden yanlış olduğu ve doğrusu anlatılmıştır.
Kısaca: Enerji korunur ve dönüşür. Sürtünmesiz sistemde mekanik enerji sabittir; sürtünmeli sistemde bir kısmı ısıya dönüşür.Mekanik enerji sürtünmesiz ortamda korunur; Ep azalırken Ek artar, kayıplarda enerji ısıya dönüşür.
Kısaca bu derste öğrendiklerimizi toparlayalım:
Aşağıdaki sorular konunun farklı yönlerini yoklar. Önce kendin çöz, sonra cevap anahtarına bak; eğer bir soruyu yanlış yaptıysan yukarıdaki ilgili bölüme geri dön.
Cevap anahtarı: 1) 225 m — ½·m·v² + m·g·h₁ = m·g·h₂ → ½ × 50² + 10 × 100 = 10 × h₂ → 1250 + 1000 = 2250 = 10·h₂ → h₂ = 225 m
2) Artar — Sürtünme yoksa mekanik enerji korunur.
3) Artar — Enerji korunum yasasına göre toplam enerji her zaman sabittir.
Konunun yerine oturması için komşu başlıkları da bilmek gerekir. Şunlarla birlikte çalışmak konuyu pekiştirir:
Bu derste Enerji Korunumu ve Dönüşümleri konusu için kullanılan sayısal değerlerin tamamı adım adım gösterilerek hesaplandı; yaklaşık değer gereken yerde yaklaşık ifadesi açıkça yazıldı. Bu anlatım başka bir kitaptan cümle aktarmadan, konunun tanım ve kural düzeni yeniden yazılarak hazırlandı.
Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:
Daha ileri bir uygulama:
Soru: Aynı cisim pürüzlü bir yüzeyden kayarken hızı hesaplanandan düşük çıkıyor. Neden?
Sonuç/cevap: Sürtünmenin ısıya dönüştürdüğü enerji nedeniyle cismin hızı teorik değerden düşük çıkar.
Enerji Korunumu ve Dönüşümleri başlığında ilerleyeceğiz. Fizikte en sık karşılaşılan zorluk kavramı unutmak değil, formülü neden kullandığını söyleyememektir; bu yüzden önce mantığı, sonra sayıyı göstereceğiz.
Aşağıdaki hatalar bu konuda en sık görülenlerdir. Her biri için önce hatanın kendisi, sonra neden yanlış olduğu ve doğrusu anlatılmıştır.
Konunun yerine oturması için komşu başlıkları da bilmek gerekir. Şunlarla birlikte çalışmak konuyu pekiştirir:
Sürtünmeli ortamda mekanik enerjinin korunduğunu sanmak: bir kısmı ısıya dönüşür. "Enerji yok olur" demek: enerji kaybolmaz, yalnızca dönüşür.
Enerji korunur ve dönüşür. · Sürtünmesiz sistemde mekanik enerji sabittir; sürtünmeli sistemde bir kısmı ısıya dönüşür. · Mekanik enerji = Ek + Ep (sürtünmesiz ortamda korunur) · Ep azalırken Ek aynı miktarda artar
Enerji korunumuna göre toplam enerji nasıldır?
Doğru cevap: D) Sabit kalır.
Enerji korunum yasasına göre toplam enerji her zaman sabittir.
Sürtünmesiz ortamda serbest düşen bir cismin mekanik enerjisi nasıldır?
Doğru cevap: A) Sabit kalır.
Sürtünme olmadığı için cisim yalnızca ağırlık kuvveti etkisindedir; potansiyel enerji azaldıkça kinetik enerji o kadar artar ve toplam mekanik enerji değişmez. Doğru seçenek bu yüzden Sabit kalır olmalıdır.
100 m yükseklikten 50 m/s hızla fırlatılan bir top yukarı doğru gidiyor. Maksimum yüksekliği nedir?
Doğru cevap: C) 225 m
½·m·v² + m·g·h₁ = m·g·h₂ → ½ × 50² + 10 × 100 = 10 × h₂ → 1250 + 1000 = 2250 = 10·h₂ → h₂ = 225 m
Konu anlatımları hesapsız okunur. Quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.
Fizik için çalışma yolu
Konu anlatımları hesapsız okunur; quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.
Bu sayfa Enerji Korunumu ve Dönüşümleri konusunun anlatımını, kazanımlarını ve örnek sorularını içerir. Konuyla ilgili tüm sorular için testi çöz, diğer konular için DersTeders ana sayfasına geçebilirsin.
Bu konuyu çalış: hesap aç, ilerlemen kaydedilsin.
Hesap aç