Özdeş X, Y, Z cisimleri şekildeki gibi farklı yüksekliklerde tutulmaktadır. X cisminin potansiyel enerjisi 40 J, Y'ninki 60 J, Z'ninki 80 J'dür.
Cisimler serbest bırakıldığında yere ilk ulaşan X, sonra Y, en son Z oluyor. Buna göre cisimlerin yere çarpma kinetik enerjileri arasındaki ilişki nasıldır?
A) X > Y > Z
B) Z > Y > X
C) X = Y = Z
D) Y > Z > X
Merhaba arkadaşlar, bu soruyu adım adım çözerek kinetik enerji ve potansiyel enerji arasındaki ilişkiyi daha iyi anlayalım.
- Adım 1: Potansiyel Enerji ve Yükseklik İlişkisi
- Cisimlerin potansiyel enerjileri (PE) yükseklikleriyle doğru orantılıdır. Yani, bir cismin yüksekliği arttıkça potansiyel enerjisi de artar. Soruda verilen bilgilere göre:
- X'in PE'si 40 J
- Y'nin PE'si 60 J
- Z'nin PE'si 80 J
- Bu durumda, yükseklikler arasındaki ilişki Z > Y > X şeklindedir. Z en yüksekte, X ise en alçaktadır.
- Adım 2: Enerji Korunumu İlkesi
- Enerji korunumu ilkesine göre, bir sistemdeki toplam enerji sabittir. Cisimler serbest bırakıldığında potansiyel enerjileri kinetik enerjiye (KE) dönüşür. Yere çarptıkları anda, başlangıçtaki potansiyel enerjilerinin tamamı kinetik enerjiye dönüşmüş olur.
- Adım 3: Kinetik Enerji ve Potansiyel Enerji İlişkisi
- Cisimlerin yere çarptığı andaki kinetik enerjileri, başlangıçtaki potansiyel enerjilerine eşit olacaktır. Bu durumda:
- X'in KE'si 40 J
- Y'nin KE'si 60 J
- Z'nin KE'si 80 J
- Adım 4: Kinetik Enerjiler Arasındaki İlişki
- Kinetik enerjileri karşılaştırdığımızda Z > Y > X ilişkisini görürüz. Yani, Z'nin kinetik enerjisi en büyük, X'in kinetik enerjisi ise en küçüktür.
Bu nedenle, cisimlerin yere çarpma kinetik enerjileri arasındaki ilişki Z > Y > X şeklindedir.
Cevap B seçeneğidir.
