10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 1

Bir motor $100 \text{ N}$ ağırlığındaki bir yükü $5$ saniyede $10 \text{ m}$ yüksekliğe sabit hızla çıkarıyor. Buna göre motorun gücü kaç Watt'tır? ($g = 10 \text{ m/s}^2$)

A) $100$
B) $150$
C) $200$
D) $250$
E) $300$

Sevgili öğrenciler, bu soruda bir motorun belirli bir yükü belirli bir yüksekliğe sabit hızla çıkarırken harcadığı gücü bulmamız isteniyor. Güç, birim zamanda yapılan iş miktarıdır. Bu nedenle, önce motorun yaptığı işi, ardından da bu işi yapma süresini kullanarak gücü hesaplayacağız.

• Adım 1: Motorun Yaptığı İşi (Enerjiyi) Hesaplayalım.

  Bir cismi belirli bir yüksekliğe kaldırmak için yapılan iş, cismin ağırlığı ile kaldırıldığı yüksekliğin çarpımına eşittir. Bu, aynı zamanda cismin kazandığı potansiyel enerjiye de eşittir. Motor, yükü sabit hızla yukarı çıkardığı için, motorun uyguladığı kuvvet, yükün ağırlığına eşittir.

  Verilenler:

  • Yükün ağırlığı (motorun uyguladığı kuvvet) $F = 100 \text{ N}$
  • Yükün çıkarıldığı yükseklik (yer değiştirme) $h = 10 \text{ m}$

  Yapılan iş ($W$) formülü: $W = F \times h$.

  Değerleri yerine koyarsak:

  $W = 100 \text{ N} \times 10 \text{ m} = 1000 \text{ J}$ (Joule).

• Adım 2: Motorun Gücünü Hesaplayalım.

  Güç ($P$), birim zamanda yapılan iş miktarıdır. Yani, yapılan işin harcanan zamana bölünmesiyle bulunur.

  Verilenler:

  • Yapılan iş $W = 1000 \text{ J}$ (Adım 1'de hesapladık)
  • Yükün çıkarılma süresi $t = 5 \text{ s}$

  Güç ($P$) formülü: $P = \frac{W}{t}$.

  Değerleri yerine koyarsak:

  $P = \frac{1000 \text{ J}}{5 \text{ s}} = 200 \text{ W}$ (Watt).

Buna göre motorun gücü $200 \text{ W}$'tır.

Cevap C seçeneğidir.