12. sınıf fizik 1. dönem 1. yazılı Test 1

Kütlesi 0.5 kg olan bir cisim 20 m yükseklikten serbest bırakılıyor. Yerçekimi ivmesi 10 m/s² olduğuna göre, cismin yere çarpma hızı kaç m/s'dir?

A) 10
B) 15
C) 20
D) 25

Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek cismin yere çarpma hızını bulalım. Fizikteki temel prensipleri kullanarak bu tür problemleri kolayca çözebiliriz.

• 1. Verilenleri Belirleyelim:

  Öncelikle soruda bize hangi bilgilerin verildiğini listeleyelim:

  Cismin kütlesi ($m$) = $0.5 \text{ kg}$

  Yükseklik ($h$) = $20 \text{ m}$

  Yerçekimi ivmesi ($g$) = $10 \text{ m/s}^2$

  Cisim serbest bırakıldığı için ilk hızı ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$

• 2. Ne Aradığımızı Belirleyelim:

  Bizden cismin yere çarpma hızı ($v$) isteniyor.

• 3. Doğru Formülü Seçelim:

  Bir cisim serbest düşme hareketi yaparken, ilk hız, ivme ve katedilen mesafe bilindiğinde son hızı bulmak için kinematik denklemlerden birini kullanırız. Bu durumda en uygun denklem şudur:

  $v^2 = v_0^2 + 2gh$

  Burada kütle ($m$) bilgisi, hava sürtünmesi ihmal edildiğinde hız hesaplaması için doğrudan gerekli değildir, çünkü tüm cisimler aynı ivmeyle düşer.

• 4. Değerleri Formülde Yerine Koyalım:

  Şimdi belirlediğimiz değerleri formülümüze yerleştirelim:

  $v^2 = (0 \text{ m/s})^2 + 2 \times (10 \text{ m/s}^2) \times (20 \text{ m})$

• 5. Hesaplamayı Yapalım:

  Denklemi adım adım çözelim:

  $v^2 = 0 + 2 \times 10 \times 20$

  $v^2 = 400 \text{ m}^2/\text{s}^2$

  Şimdi $v$'yi bulmak için her iki tarafın karekökünü alalım:

  $v = \sqrt{400 \text{ m}^2/\text{s}^2}$

  $v = 20 \text{ m/s}$

Buna göre, cismin yere çarpma hızı $20 \text{ m/s}$'dir.

Cevap C seçeneğidir.