11. SınıfFizik
İş, Güç ve Enerji – Uygulama ve Değerlendirme — Çalışma Sayfası
Kazanımlar, önemli noktalar ve sık yapılan hatalar tek sayfada.
Bu konuda öğrenecekleriniz
- Motor ve insan gücü sorularında iş, zaman ve gücü birlikte kullanarak çözüm yapar.
- Frenleme mesafesi problemlerinde kinetik enerji ile yapılan işi eşitleyerek kuvvet bulur.
- Tırmanma ve kaldırma sorularında potansiyel enerjiyi zamanla ilişkilendirerek gücü hesaplar.
- Verim kavramını faydalı iş ve toplam iş üzerinden yüzde olarak belirler.
- Sürtünmeli sistemlerde kaybolan enerjiyi ısı olarak yorumlayarak çözümün tutarlılığını değerlendirir.
Önemli noktalar
- Hız iki katına çıkarsa durma mesafesi dört katına çıkar, çünkü enerji dört katlanır.
- Verim daima 100'den küçük veya eşittir; kalan enerji ısı ve ses olarak kaybolur.
- Aynı işi kısa sürede yapan sistem daha güçlüdür; yapılan iş aynı kalır.
- Fren kuvveti artarsa durma mesafesi kısalır, kinetik enerji değişmez.
- Enerji dengesi kurulurken referans yüksekliği sabit tutulmalıdır.
Formüller ve kurallar
- Frenleme: ½ · m · v² = F_sürtünme · d (kinetik enerji işe dönüşür).
- Çıkma işi: W = m · g · h, güç P = (m · g · h) / t.
- Güç ile hız: P = F · v (sabit kuvvet ve sabit hızda).
- Verim: η = (W_faydalı / W_verilen) × 100 (%).
- Enerji dengesi: W_verilen = W_faydalı + W_kayıp (ısı, ses).
- Hız oranı: v2 = 2·v1 ise E_k2 = 4·E_k1 (enerji hızın karesiyle orantılıdır).
- Durma mesafesi: d = E_k / F, aynı kuvvette d ~ v² ile artar.
Sık yapılan hatalar
- Verimi ters çevirmek: Verim faydalı işin toplam işe oranıdır; 800 J harcayıp 500 J yapan makinenin verimi %62,5'tir, %160 değil.
- Hızı kareye almadan enerji hesaplamak: 20 m/s için v² = 400 kullanılır; 20 ile çarpım 200 000 J'ı değil 20 000 J'ı verir.
- Durma mesafesini hızla orantılı sanmak: Aynı kuvvetle durma mesafesi hızın karesiyle artar; hız ikiye katlanınca mesafe dört katlanır.
- İş ile gücü karıştırmak: 1500 J yapılan iştir, 150 W ise güçtür; ikisinin biri diğerinin saniyedeki karşılığıdır.
- Referans yüksekliğini değiştirmek: İki durum karşılaştırılırken sıfır noktası sabit tutulmalı; aksi hâlde potansiyel enerji farkı yanlış çıkar.
Hızlı tekrar ipuçları
- Fren sorusunu görür görmez ½ m v² = F · d kalıbını yaz; adımları ayrı ayrı kurmaya gerek kalmaz.
- Güç sorularında süre saniyeye çevrildikten sonra hesap yap; dakika ile watt karışması en sık hata kalıbıdır.
- Verim sorusunda önce hangi değerin faydalı olduğunu işaretle; sonra oranı değil, yüzde değeri istenip istenmediğine bak.
- Soruda iki durum verilmişse enerji dengesi kur: ilk durumun enerjisi = ikinci durumun enerjisi + kayıplar.
- Sonucun büyüklüğünü kontrol et; enerji sorularında binlerce joule, güç sorularında yüzlerce watt beklenir.
Kendini dene
Bu sayfayı okuduktan sonra İş, Güç ve Enerji – Uygulama ve Değerlendirme konusunun çözümlü sorularını çöz.