10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 4

Bir öğrenci, $50\text{ N}$ ağırlığındaki bir çantayı yerden $2\text{ metre}$ yüksekliğe $4\text{ saniyede}$ çıkarıyor. Öğrencinin bu süreçte harcadığı güç kaç Watt'tır? (Sürtünmeler önemsizdir.)

A) 10
B) 25
C) 50
D) 100
E) 200

Sevgili öğrenciler, bu soruda bir öğrencinin bir çantayı belirli bir yüksekliğe çıkarırken harcadığı gücü bulmamız isteniyor. Güç, yapılan işin zamana oranıdır. Bu tür problemleri çözmek için iki temel formülü kullanacağız: iş ve güç formülleri.

• Adım 1: Yapılan İşi (Enerjiyi) Hesaplayalım

Bir cismi yerden yukarı kaldırdığımızda, yerçekimine karşı bir iş yapmış oluruz. Bu iş, cismin ağırlığı ile kaldırıldığı yüksekliğin çarpımına eşittir. Fizikte iş ($W$) formülü şöyledir:

$W = F \times d$

Burada:

• $W$: Yapılan iş (Joule biriminde)
• $F$: Uygulanan kuvvet (Newton biriminde). Bu durumda, çantanın ağırlığıdır.
• $d$: Cismin hareket ettiği mesafe (metre biriminde). Bu durumda, çantanın kaldırıldığı yüksekliktir.

Soruda verilen değerleri yerine yazalım:

• Çantanın ağırlığı ($F$) = $50\text{ N}$
• Kaldırılan yükseklik ($d$) = $2\text{ metre}$

Şimdi işi hesaplayalım:

$W = 50\text{ N} \times 2\text{ m}$

$W = 100\text{ Joule}$

Yani öğrenci, çantayı kaldırırken $100\text{ Joule}$'lük bir iş yapmıştır.

• Adım 2: Harcanan Gücü Hesaplayalım

Güç ($P$), birim zamanda yapılan iş miktarıdır. Yani, ne kadar hızlı iş yaptığımızı gösterir. Güç formülü şöyledir:

$P = \frac{W}{t}$

Burada:

• $P$: Güç (Watt biriminde)
• $W$: Yapılan iş (Joule biriminde), Adım 1'de bulduk.
• $t$: İşin yapıldığı süre (saniye biriminde).

Soruda verilen süreyi ve Adım 1'de bulduğumuz işi yerine yazalım:

• Yapılan iş ($W$) = $100\text{ Joule}$
• Geçen süre ($t$) = $4\text{ saniye}$

Şimdi gücü hesaplayalım:

$P = \frac{100\text{ Joule}}{4\text{ saniye}}$

$P = 25\text{ Watt}$

Öğrencinin bu süreçte harcadığı güç $25\text{ Watt}$'tır.

Cevap B seçeneğidir.