10. sınıf fizik enerji Test 1

Bir araba 20 m/s hızla giderken fren yapıyor ve duruncaya kadar 100 m yol alıyor. Arabanın kütlesi 1000 kg olduğuna göre, frenlerin yaptığı iş kaç joule'dür?

A) 50.000 J
B) 100.000 J
C) 150.000 J
D) 200.000 J
E) 250.000 J

İşte bu soruyu adım adım çözelim:

• Anlamamız Gereken Temel Kavram: İş-Enerji Teoremi

  Bir cisme yapılan iş, o cismin kinetik enerjisindeki değişime eşittir. Yani, eğer bir cismin hızı değişiyorsa (örneğin, yavaşlayıp duruyorsa), yapılan iş bu hız değişimine bağlıdır.

• Kinetik Enerji Formülü

  Kinetik enerji (KE), bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir ve şu formülle hesaplanır: $KE = \frac{1}{2}mv^2$, burada $m$ kütle ve $v$ hızdır.

• Başlangıç Kinetik Enerjisini Hesaplama

  Arabanın başlangıç hızı 20 m/s ve kütlesi 1000 kg olduğuna göre, başlangıç kinetik enerjisi:

  $KE_{başlangıç} = \frac{1}{2} \times 1000 \times (20)^2 = \frac{1}{2} \times 1000 \times 400 = 200.000 \ J$

• Son Kinetik Enerjiyi Hesaplama

  Araba durduğunda son hızı 0 m/s olur. Bu nedenle, son kinetik enerjisi:

  $KE_{son} = \frac{1}{2} \times 1000 \times (0)^2 = 0 \ J$

• İşi Hesaplama

  Frenlerin yaptığı iş, kinetik enerjideki değişime eşittir. İş (W) = $KE_{son} - KE_{başlangıç}$

  $W = 0 - 200.000 = -200.000 \ J$

  İşin negatif olması, frenlerin arabanın hareketine karşı bir kuvvet uyguladığını ve enerjisini azalttığını gösterir. Ancak soruda işin büyüklüğü sorulduğu için mutlak değerini alırız.

• Sonuç

  Frenlerin yaptığı iş 200.000 J'dir.

Cevap D seçeneğidir.