11. sınıf fizik 2. dönem 2. yazılı 3. senaryo meb Test 1

🎓 11. sınıf fizik 2. dönem 2. yazılı 3. senaryo meb Test 1 - Ders Notu

Bu ders notu, 11. sınıf fizik 2. dönem 2. yazılı sınavında karşılaşabileceğin tork ve denge, basit harmonik hareket, elektrostatik ve manyetizma gibi temel konuları sade bir dille özetlemektedir.

📌 Tork (Dönme Etkisi) ve Denge

Tork, bir cismi bir eksen etrafında döndürme etkisidir. Denge ise cismin dönme veya öteleme hareketi yapmadığı durumdur.

• Tork ($\tau$): Kuvvetin dönme noktasından dik uzaklığı ($r$) ile çarpımıdır. Formülü: $\tau = F \cdot r \cdot \sin\theta$. Birimi Newton-metre (N·m)'dir.
• Denge Şartları: Bir cismin dengede olabilmesi için iki şartı sağlaması gerekir:
• 1. Net kuvvet sıfır olmalı: $\Sigma F = 0$ (Öteleme dengesi).
• 2. Net tork sıfır olmalı: $\Sigma \tau = 0$ (Dönme dengesi).
• Kaldıraçlar ve Makaralar: Tork prensibiyle çalışan basit makinelerdir. Kuvvet kazancı sağlayabilirler.

💡 İpucu: Torkun yönünü sağ el kuralı ile bulabilirsin. Parmakların kuvvetin yönünü, avucun dönme noktasını gösterdiğinde başparmağın torkun yönünü verir.

⚠️ Dikkat: Denge sorularında tüm kuvvetleri ve dönme noktasına olan dik uzaklıklarını doğru belirlemek kritik öneme sahiptir.

📌 Kütle Merkezi ve Ağırlık Merkezi

Kütle merkezi, bir cismin tüm kütlesinin toplandığı varsayılan noktadır. Ağırlık merkezi ise cismin tüm ağırlığının toplandığı varsayılan noktadır.

• Homojen Cismin Kütle Merkezi: Geometrik merkezindedir (örn: çemberin merkezi, karenin köşegenlerinin kesişim noktası).
• Çoklu Sistemlerin Kütle Merkezi: Her bir kütlenin konum vektörleri ve kütleleri kullanılarak hesaplanır. $X_{KM} = \frac{\Sigma m_i x_i}{\Sigma m_i}$ ve $Y_{KM} = \frac{\Sigma m_i y_i}{\Sigma m_i}$.
• Ağırlık Merkezi: Genellikle kütle merkezi ile aynı noktadadır. Ancak çok büyük cisimlerde (örn: gökdelen) yerçekimi ivmesi farklılık gösterebileceği için hafifçe farklılık gösterebilir.
• Denge ve Kütle Merkezi: Bir cisim, ağırlık merkezi destek noktasının üzerinde veya içinde kaldığı sürece dengede kalır.

📝 Örnek: Bir masanın dört ayağı üzerindeki yük dağılımı, masanın kütle merkezinin nerede olduğuna bağlıdır.

📌 Basit Harmonik Hareket (BHH)

Basit harmonik hareket, bir denge noktası etrafında periyodik olarak tekrarlanan, ivmenin denge konumuna uzaklıkla doğru orantılı ve her zaman denge konumuna yönelik olduğu özel bir titreşim hareketidir.

• Periyot (T): Bir tam salınım için geçen süredir. Birimi saniyedir.
• Frekans (f): Bir saniyedeki salınım sayısıdır. $f = \frac{1}{T}$. Birimi Hertz (Hz)'dir.
• Genlik (A): Denge konumundan maksimum uzaklıktır.
• Yay Sarkacı Periyodu: $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ (m: kütle, k: yay sabiti).
• Basit Sarkaç Periyodu: $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ (L: ip boyu, g: yerçekimi ivmesi).
• Hız ve İvme: Denge konumunda hız maksimum, ivme sıfırdır. Genlik konumlarında hız sıfır, ivme maksimumdur.

💡 İpucu: Yay sarkacının periyodu yerçekimi ivmesine bağlı değilken, basit sarkacın periyodu ipin kütlesine değil, boyuna ve yerçekimi ivmesine bağlıdır.

⚠️ Dikkat: BHH'de kuvvet ve ivme her zaman denge konumuna doğrudur, hız ise denge konumuna yaklaşırken artar, uzaklaşırken azalır.

📌 Elektrostatik: Elektriksel Kuvvet, Alan, Potansiyel ve Enerji

Elektrostatik, durgun elektrik yüklerinin birbirine uyguladığı kuvvetleri, oluşturduğu alanları ve sahip olduğu enerjileri inceler.

• Yüklerin Etkileşimi: Aynı cins yükler birbirini iter, zıt cins yükler birbirini çeker.
• Coulomb Kuvveti ($F_e$): İki nokta yük arasındaki etkileşim kuvvetidir. $F_e = k \frac{q_1 q_2}{r^2}$. (k: Coulomb sabiti, $q_1, q_2$: yükler, r: aradaki uzaklık).
• Elektrik Alan (E): Birim yüke etki eden kuvvettir. $E = \frac{F_e}{q_0}$ veya nokta yük için $E = k \frac{q}{r^2}$. Yönü pozitif yükten dışarı, negatif yüke doğrudur.
• Elektriksel Potansiyel Enerji ($U_e$): Bir yükü sonsuzdan belirli bir noktaya getirmek için yapılan iştir. $U_e = k \frac{q_1 q_2}{r}$.
• Elektriksel Potansiyel (V): Birim yüke düşen potansiyel enerjidir. $V = \frac{U_e}{q_0}$ veya nokta yük için $V = k \frac{q}{r}$. Potansiyel skaler bir büyüklüktür.
• İş ve Potansiyel Farkı: Bir yükü bir noktadan başka bir noktaya taşımak için yapılan iş $W = q \Delta V$'dir.

💡 İpucu: Elektrik alan vektörel, elektriksel potansiyel ise skaler bir büyüklüktür. Vektörel büyüklüklerde yön, skaler büyüklüklerde sadece değer önemlidir.

⚠️ Dikkat: Elektriksel potansiyel enerji ve potansiyel hesaplarken yüklerin işaretlerini (pozitif/negatif) formülde kullanmayı unutma!

📌 Sığa ve Sığaçlar (Kondansatörler)

Sığaçlar (kondansatörler), elektrik yükünü depolayabilen devre elemanlarıdır. Sığa ise bir sığacın ne kadar yük depolayabildiğinin bir ölçüsüdür.

• Sığa (C): Bir sığacın birim potansiyel fark başına depoladığı yük miktarıdır. Formülü: $C = \frac{Q}{V}$. Birimi Farad (F)'dır.
• Paralel Levhalı Sığacın Sığası: $C = \epsilon \frac{A}{d}$ ($\epsilon$: dielektrik sabiti, A: levha alanı, d: levhalar arası uzaklık).
• Depolanan Enerji ($U_C$): Sığaçta depolanan elektriksel potansiyel enerjidir. $U_C = \frac{1}{2} C V^2 = \frac{1}{2} Q V = \frac{1}{2} \frac{Q^2}{C}$.
• Sığaçların Bağlanması:
• Seri Bağlama: $\frac{1}{C_{eş}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ...$ (Yükler eşit, potansiyel farklar toplanır).
• Paralel Bağlama: $C_{eş} = C_1 + C_2 + ...$ (Potansiyel farklar eşit, yükler toplanır).

📝 Örnek: Fotoğraf makinelerindeki flaşlar, kısa sürede büyük enerji sağlamak için sığaçları kullanır.

⚠️ Dikkat: Sığaçların seri bağlanmasında eşdeğer sığa en küçük sığadan daha küçük, paralel bağlanmasında ise en büyük sığadan daha büyüktür.

📌 Manyetik Kuvvet

Manyetik alanlar, hareket eden yüklere ve akım taşıyan tellere kuvvet uygular. Bu kuvvete manyetik kuvvet denir.

• Akım Taşıyan Tele Etki Eden Manyetik Kuvvet ($F_B$): $F_B = B \cdot I \cdot L \cdot \sin\theta$. (B: manyetik alan, I: akım, L: telin uzunluğu, $\theta$: tel ile manyetik alan arasındaki açı).
• Yüklü Parçacığa Etki Eden Manyetik Kuvvet ($F_B$): $F_B = q \cdot v \cdot B \cdot \sin\theta$. (q: yük miktarı, v: hız, B: manyetik alan, $\theta$: hız ile manyetik alan arasındaki açı).
• Manyetik Kuvvetin Yönü (Sağ El Kuralı):
• Tel için: Başparmak akım yönü, dört parmak manyetik alan yönü, avuç içi kuvvetin yönünü gösterir.
• Yüklü parçacık için: Başparmak hız yönü, dört parmak manyetik alan yönü, avuç içi pozitif yüke etki eden kuvvetin yönünü gösterir. Negatif yükler için kuvvet yönü avuç içine tersidir.
• Düz Telin Oluşturduğu Manyetik Alan: $B = k \frac{2I}{d}$ (d: tele olan dik uzaklık).
• Halkalı Telin Merkezinde Oluşan Manyetik Alan: $B = k \frac{2\pi I}{r}$ (r: halkanın yarıçapı).

💡 İpucu: Manyetik kuvvet, daima hız vektörüne ve manyetik alan vektörüne diktir. Bu nedenle manyetik kuvvet iş yapmaz, sadece parçacığın hareket yönünü değiştirir.

⚠️ Dikkat: Sağ el kuralını uygularken yükün işaretine (pozitif/negatif) çok dikkat etmelisin. Elektron gibi negatif yükler için bulduğun kuvvet yönünün tersini almalısın.