Fizik laboratuvarı
Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.
8 bölüm · ~17 dk · 17 etkileşim
İş, enerji ve enerjinin korunumu, AYT Fizik'te doğrudan yaklaşık 1 soruyla sorulsa da atışlar, çarpışmalar, yaylar ve elektrik potansiyeli gibi pek çok konuda en kısa çözüm yolunu sağlar. TYT'de iş ve enerjinin tanımları, basit enerji dönüşümleri yeterliyken AYT'de açılı kuvvetin işi, iş–enerji teoremi, sürtünmeli yüzeylerde enerji kaybı, yay potansiyel enerjisi ve güç–verim hesapları sorulur.
1Fizikte iş
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
Ağırlığın, dik (normal) kuvvetin ve düzgün çembersel harekette merkezcil kuvvetin işi yatay/teğet harekette sıfırdır.
Yatay bir zeminde bir kutu, yatayla 60° açı yapan 40 N büyüklüğünde sabit bir kuvvetle çekilerek yatay doğrultuda 5 m yer değiştiriyor. (cos 60° = 0,5)
Bu kuvvetin kutu üzerinde yaptığı iş kaç J'dür?
Yatay zeminde durmakta olan 5 kg kütleli kutu, yatayla 37° açı yapan 50 N'luk kuvvetle 4 m çekiliyor. Kinetik sürtünme katsayısı 0,2'dir. Her kuvvetin işini ve kutunun son kinetik enerjisini bulunuz. (g = 10 m/s², sin 37° = 0,6, cos 37° = 0,8)
2Enerji türleri
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Enerji, iş yapabilme kapasitesidir. Hareketten kaynaklanan enerjiye kinetik, konumdan kaynaklanan enerjiye potansiyel enerji denir. Kartın önündeki formülü gör, arkasındaki ayrıntıyı tahmin et.
3İş–enerji teoremi ve korunum
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Sürtünme ya da hava direnci gibi etkiler yoksa mekanik enerji korunur; varsa kaybolan mekanik enerji ısı enerjisine dönüşür ve toplam enerji yine korunur.
v² = v₀² + 2gh bağıntısına göre cismin ulaştığı hız, atılış yönüne bağlı değildir.
15 m yükseklikteki bir binanın tepesinden bir top 10 m/s hızla atılıyor. Hava direnci yok. Top yere hangi hızla çarpar?
2 kg kütleli bir cismin hızı, üzerine etki eden kuvvetler sonucunda aynı doğrultuda 3 m/s'den 7 m/s'ye çıkıyor.
Bu sırada cisim üzerinde yapılan net iş kaç J'dür?
4Rampa, sürtünme ve yay
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
2 kg kütleli bir blok, sürtünmesiz eğri bir rampanın 5 m yükseklikteki tepesinden serbest bırakılıyor. Rampanın altından sonra blok, kinetik sürtünme katsayısı 0,25 olan yatay yüzeyde kayarak duruyor. Blok rampanın altındaki hızı ve yatay yüzeyde aldığı yol nedir?
Yay sabiti 400 N/m olan bir yay 20 cm sıkıştırılarak önüne 1 kg kütleli blok konuyor ve serbest bırakılıyor. Yol tamamen sürtünmesizdir. Blok yaydan ayrıldığındaki hızı ve ardından tırmandığı rampada çıkabileceği en büyük yükseklik nedir?
5Güç ve verim
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.
Bir vinç motoru 200 kg kütleli yükü 2 m/s sabit hızla düşey olarak yukarı kaldırıyor. Motorun verimi %80 ise motorun çektiği güç kaç kW'tır?
6Sık yapılan hatalar
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
W = F·x·cos θ'daki θ, kuvvet ile yer değiştirme arasındaki açıdır.
Sabit hızla çekilen kutuda çekme kuvvetinin işi sıfırdır.
ΔE_k = ½m(v₂ − v₁)²'dir.
Yay enerjisi kx'tir.
Düşey yaya düşen cisimde potansiyel enerji kaybı mg(h + x) olur.
Sürtünmeli eğik düzlemde N = mg alınır.
1 kW = 1000 W'tır; sabit hızlı harekette P = F·v kullanılır.
7ÖSYM'de nasıl soruluyor
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
- Rampa–yatay yüzey–yay sistemleri: Cisim bir yükseklikten bırakılır, sürtünmeli bir bölümden geçer, yayı sıkıştırır; en büyük sıkışma ya da cismin kaç kez gidip geleceği sorulur.
- Kuvvet–yol grafikleri: Grafik altındaki alandan iş ve kinetik enerji değişimi bulunur (sınavda grafik görsel olarak verilir).
- Enerji oranları: Farklı noktalardaki kinetik ve potansiyel enerjilerin oranı, hızların oranı.
- Sürtünmeli eğik düzlem: Yukarı fırlatılan cismin çıkabileceği mesafe ve geri döndüğünde hızı; ısıya dönüşen enerji.
- Güç ve verim: Motorlu araç, vinç ve pompa soruları.
- Öncüllü sorular: "I. Ağırlığın yaptığı iş yola bağlıdır. II. Sürtünme kuvvetinin işi yola bağlıdır. III. ..." gibi kavramsal yargılar.
5 kg kütleli bir kutu, kinetik sürtünme katsayısının 0,4 olduğu yatay bir zeminde, yatay bir F kuvvetiyle sabit hızla 4 m çekiliyor. (g = 10 m/s²)
F kuvvetinin kutu üzerinde yaptığı iş kaç J'dür?
8Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
W = F·x·cos θ; kuvvet harekete dikse iş . E_k = , E_p = , E_yay = . W_net = (iş–enerji teoremi). Sürtünmesiz sistemde E_k + E_p sabittir; v² = . Sürtünmede kaybolan mekanik enerji = (ısıya dönüşür). P = W/t = ; verim = çıkış / giriş. Ağırlığın işi yola değil, bağlıdır; sürtünmenin işi bağlıdır.