Sevgili öğrenciler, bu ders notumuzda MEB müfredatında yer alan ve 2. dönem 2. yazılı sınavlarında sıklıkla karşımıza çıkan "Enerji, İş ve Güç" ünitesinin 7. senaryo tipi sorularını inceleyeceğiz. Bu senaryo, genellikle günlük hayattan örneklerle zenginleştirilmiş, yorum gerektiren ve formül uygulamaya dayalı sorulardan oluşur.
Kural: Bir cisme uygulanan kuvvet, cismin yer değiştirmesine neden oluyorsa fiziksel anlamda iş yapılmış olur. İş, uygulanan kuvvet ile kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmenin çarpımıdır.
Formül: \( W = F \cdot x \cdot \cos\theta \)
Burada \( \theta \), kuvvet vektörü ile yer değiştirme vektörü arasındaki açıdır.
"Ahmet, 20 N büyüklüğündeki kuvvetle yatay zeminde 8 metre ilerideki bir kutuyu itiyor. Uyguladığı kuvvet yatayla 60° açı yaptığına göre, Ahmet'in yaptığı iş kaç joule'dür?" (cos60° = 0.5)
Çözüm:
\( W = F \cdot x \cdot \cos\theta \)
\( W = 20 \cdot 8 \cdot \cos60° \)
\( W = 20 \cdot 8 \cdot 0.5 \)
\( W = 80 \ J \)
Bu tip sorularda bir sistemdeki enerjinin bir türden diğerine dönüşümü anlatılır ve sizden kayıp olmadığı durumda enerjinin korunumunu kullanarak çözüm yapmanız istenir.
"2 kg kütleli bir cisim, yerden 10 m yükseklikten serbest bırakılıyor. Cisim yere çarpmadan hemen önceki kinetik enerjisi kaç joule'dür? (g = 10 m/s², sürtünme yok)"
Çözüm:
Yükseklik potansiyel enerjisi tamamen kinetik enerjiye dönüşmüştür.
\( PE = m \cdot g \cdot h = 2 \cdot 10 \cdot 10 = 200 \ J \)
O halde, \( KE = 200 \ J \)
Güç, birim zamanda yapılan iş veya harcanan enerji miktarıdır.
Formül: \( P = \frac{W}{t} \) veya \( P = F \cdot v \) (sabit hız için)
"Bir asansör motoru, 800 N ağırlığındaki yükü 20 saniyede 30 metre yüksekliğe çıkarıyor. Motorun gücü kaç watt'tır?"
Çözüm:
Önce yapılan işi bulalım: \( W = F \cdot x = 800 \cdot 30 = 24000 \ J \)
Güç: \( P = \frac{W}{t} = \frac{24000}{20} = 1200 \ W \)
1. İş formülündeki \( \cos\theta \) faktörünü unutmayın! Kuvvet yer değiştirmeye dik ise (\( \theta = 90° \)) iş sıfırdır.
2. Potansiyel enerji hesaplarken referans noktasını (genellikle yer seviyesi) doğru belirleyin.
3. Kinetik enerji formülü \( KE = \frac{1}{2}mv^2 \)'de hızın karesini almayı unutmayın.
Bu senaryo tipindeki sorular, formülleri ezberlemekten çok, kavramları anlayıp günlük hayatla ilişkilendirmenizi ölçer. Bol bol farklı senaryo üzerinden pratik yaparak sınava hazırlanın. Başarılar! 🍀