puanlabs

TYT İş, Güç ve Enerji konu anlatımı

Fizik · sınavda ortalama 0,5 soru çıkıyor

Fizik laboratuvarı

Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.

7 bölüm · ~17 dk · 17 etkileşim

Hadi başlayalım! Bu konu 7 bölüm, yaklaşık 17 dakika. Arada sana küçük sorular soracağım.

İş, Güç ve Enerji, 9. sınıf fizik müfredatının "Enerji" ünitesinde yer alır. Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Bir kuvvet cismi kendi doğrultusunda hareket ettirdiğinde iş yapar ve bu sırada enerji bir biçimden başka bir biçime ya da bir cisimden başka bir cisme aktarılır. İşin ne kadar hızlı yapıldığını ise güç anlatır.

TYT'de bu konudan genellikle 1 soru gelir. Sorular çoğunlukla kinetik ve potansiyel enerjinin karşılaştırılması, mekanik enerjinin korunumu ve güç-verim hesapları üzerinedir. Hesaplar kısadır; g = 10 m/s² alınır ve sayılar tam sonuç verecek şekilde seçilir.

1İş ve güç

İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.

Bütün gün duvarı itsen yorulursun ama fizikçiye göre hiç iş yapmamışsındır. Neden? Çünkü iş (W), kuvvet ile kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmenin çarpımıdır. Skalerdir, birimi joule'dür (J).

  • Kuvvet hareket doğrultusuna dik ise iş yapılmaz.
  • Cisim yer değiştirmiyorsa, ne kadar kuvvet uygulanırsa uygulansın fiziksel anlamda iş sıfırdır.
  • Sürtünme kuvveti harekete zıt yönde olduğundan negatif iş yapar ve mekanik enerjiyi ısıya dönüştürür.

Güç (P) ise birim zamanda yapılan iş ya da aktarılan enerjidir.

Formül kutusu
İşW = F · xF, yer değiştirme doğrultusundaki kuvvettir; birimi J
GüçP = W / t1 W = 1 J/s, 1 kW = 1000 W
EnerjiE = P · tgüç ve süreden bulunur
Kilowatt-saat1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3 600 000 Jelektrik faturalarında kullanılır
Örnek 1: İş0 / 2 adım

Yatay bir zeminde bir kutu, zemine paralel 50 N büyüklüğünde kuvvetle 8 m itiliyor. Kuvvetin yaptığı iş kaç J'dür? Bir öğrenci ise 30 N ağırlığındaki çantasını elinde tutarak yatay yolda 8 m yürüyor. Öğrencinin çantayı tutmak için uyguladığı kuvvetin yaptığı iş nedir?

    Hesapla bakalımBir şık seç

    Aşağıdaki durumların hangisinde, belirtilen kuvvet fiziksel anlamda iş yapmaz?

    Örnek 2: Merdiven çıkma ve güç0 / 3 adım

    60 kg kütleli bir öğrenci, 3 m yükseklikteki üst kata 12 saniyede çıkıyor. Öğrencinin yaptığı iş ve ortalama gücü nedir? (g = 10 m/s²)

      2Enerjinin biçimleri

      Önemli yerleri altını çizer gibi oku.

      Hareket eden araba, balkondaki saksı, gerilmiş ok yayı: üçü de enerji saklar ama farklı biçimlerde. Kartı çevirmeden formülü hatırlamaya çalış.

      Konu kartları1 / 4
      Örnek 4: Kinetik enerji ve hızın karesi0 / 3 adım

      1000 kg kütleli bir otomobil 20 m/s hızla gidiyor. Kinetik enerjisi nedir? Hızı 40 m/s olursa kinetik enerjisi kaç katına çıkar?

        3Enerjinin korunumu

        Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.

        Enerjinin korunumu: Enerji yoktan var edilemez, var olan enerji yok edilemez; yalnızca bir biçimden başka biçime dönüşür. Sürtünme varsa mekanik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür; toplam enerji yine korunur.

        Durgun hâlden h yüksekliği kadar düşen cisim için m · g · h = ½ · m · v² yazılır; kütleler sadeleşir. Bu yüzden düşme hızı kütleye bağlı değildir.

        Formül kutusu
        Mekanik enerjinin korunumu (sürtünmesiz)Ek₁ + Ep₁ = Ek₂ + Ep₂
        Serbest düşme hızıv² = 2 · g · hdurgun hâlden h kadar düşen cisim
        En büyük yükseklikh = v² / (2 · g)yukarı doğru v hızıyla atılan cisim
        İş-enerji ilişkisiWnet = ΔEknet kuvvetin yaptığı iş, kinetik enerjideki değişime eşittir
        Örnek 3: Serbest düşme ve enerjinin korunumu0 / 3 adım

        2 kg kütleli bir top, yerden 5 m yükseklikten serbest bırakılıyor. Hava direnci önemsiz olduğuna göre topun başlangıçtaki potansiyel enerjisi ve yere çarpma hızı nedir?

          Hesapla bakalımBir şık seç

          Hava direncinin önemsiz olduğu bir ortamda belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir cisim, yere doğru düşmektedir.

          Düşme sırasında cismin enerjisiyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

          4Verim ve enerji kaynakları

          Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.

          Verim, bir sistemin harcadığı enerjinin ne kadarını istenen işe dönüştürdüğünü gösterir. Hiçbir gerçek makinenin verimi %100 değildir.

          Formül kutusu
          Verim(yararlı enerji / harcanan enerji) · 100hiçbir makinede %100 değildir
          Örnek 5: Verim ve enerji tüketimi0 / 2 adım

          Bir elektrik motoru belli bir sürede 2000 J elektrik enerjisi harcıyor ve 1500 J'lük yararlı iş yapıyor. Motorun verimi nedir? Ayrıca 1,2 kW gücündeki bir klima 3 saat çalışırsa kaç kWh enerji harcar?

            Yenilenebilir kaynaklarYenilenemeyen kaynaklar
            ÖrneklerGüneş, rüzgâr, hidroelektrik, jeotermal, biyokütle, dalgaKömür, petrol, doğal gaz, nükleer yakıt
            ÖzelliğiTükenmez ya da kısa sürede yenilenirSınırlıdır ve çoğu çevre kirliliğine yol açar
            Hesapla bakalımBir şık seç

            Bir hidroelektrik santralinde barajda biriken su, borulardan aşağı akarak türbinleri döndürür ve jeneratörde elektrik üretilir.

            Bu süreçteki enerji dönüşümünün doğru sırası aşağıdakilerden hangisidir?

            5Sık yapılan hatalar

            Arada küçük sorular var, atlamadan çöz.

            Doğru mu, yanlış mı? Her yanlışın açıklaması bir tuzağı gösterir.

            Doğru mu, yanlış mı?
            • Her kuvvet iş yapar.

            • Kinetik enerjide hızın karesi alınmadan işlem yapılmaz.

            • Eğik rampada h olarak rampa uzunluğu kullanılır.

            • kWh bir güç birimidir.

            • Sürtünme varken de uygulanan kuvvetin işi kinetik enerji değişimine eşittir.

            • Serbest düşmede ağır cisim yere daha hızlı çarpar.

            • Sürtünmeli ortamda enerji kaybolur.

            6ÖSYM'de nasıl soruluyor

            Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.

            • Enerji dönüşümü: Serbest düşme, sarkaç, rampadan kayma ya da yukarı atış gibi durumlarda kinetik, potansiyel ve mekanik enerjinin nasıl değiştiği sorulur. Sürtünme olup olmamasına dikkat et.
            • Karşılaştırma soruları: Farklı kütle ve hızlardaki cisimlerin kinetik enerjileri ya da farklı yüksekliklerdeki cisimlerin potansiyel enerjileri sıralanır.
            • Güç ve verim: Merdiven çıkan öğrenci, yük kaldıran vinç ya da elektrikli cihazlar üzerinden iş, güç ve enerji tüketimi hesaplanır.
            • Enerji kaynakları: Yenilenebilir ve yenilenemeyen kaynakların özellikleri, avantaj ve dezavantajları kavramsal olarak sorulur.

            7Kısa tekrar

            Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.

            Hatırla0 / 8

            W = F · x; kuvvet harekete iş sıfırdır. P = W / t; 1 W = 1 J/s; 1 kWh = . Ek = ½ · m · v²; hız 2 katına çıkınca Ek çıkar. Ep = m · g · h; h yüksekliktir. Sürtünmesiz ortamda mekanik enerji korunur: v² = . Sürtünmede kaybolan mekanik enerji dönüşür; toplam enerji korunur. Net iş = . Verim = yararlı enerji / harcanan enerji · 100; hiçbir makinede değildir.