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

Bir işçi, $10 \text{ kg}$ kütleli bir yükü $5 \text{ s}$'de, yerden $2 \text{ m}$ yüksekliğe sabit hızla çıkarıyor. Buna göre işçinin harcadığı güç kaç Watt'tır? ($g=10 \text{ m/s}^2$)

A) 10
B) 20
C) 30
D) 40
E) 50

Bu soruyu çözmek için öncelikle işçinin yükü kaldırırken yerçekimine karşı yaptığı işi bulmamız, ardından bu işi yapma süresini kullanarak gücü hesaplamamız gerekmektedir. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Adım: Yerçekimine Karşı Yapılan İşi (Enerji Değişimini) Hesaplayalım
• Bir cismi yerden belirli bir yüksekliğe kaldırmak için yerçekimine karşı iş yapılır. Bu iş, cismin potansiyel enerjisindeki artışa eşittir. Potansiyel enerji değişimi (yapılan iş) formülü şöyledir:
• $W = m \cdot g \cdot h$
• Burada:
• $m$ (kütle) = $10 \text{ kg}$
• $g$ (yerçekimi ivmesi) = $10 \text{ m/s}^2$
• $h$ (yükseklik) = $2 \text{ m}$
• Şimdi değerleri yerine koyarak yapılan işi bulalım:
• $W = 10 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 \cdot 2 \text{ m}$
• $W = 200 \text{ Joule}$
• Yani işçi, yükü kaldırırken $200 \text{ Joule}$ iş yapmıştır.
• 2. Adım: Harcanan Gücü Hesaplayalım
• Güç, birim zamanda yapılan iş miktarıdır. Güç formülü şöyledir:
• $P = \frac{W}{t}$
• Burada:
• $W$ (yapılan iş) = $200 \text{ Joule}$ (1. adımda bulduk)
• $t$ (süre) = $5 \text{ s}$ (soruda verilmiş)
• Şimdi değerleri yerine koyarak gücü bulalım:
• $P = \frac{200 \text{ J}}{5 \text{ s}}$
• $P = 40 \text{ Watt}$
• Buna göre işçinin harcadığı güç $40 \text{ Watt}$'tır.

Cevap D seçeneğidir.