Çekim potansiyel enerjisi nelere bağlıdır (Kütle, Yükseklik) Test 1

Bir inşaat işçisi 20 kg'lık bir tuğlayı yerden 3 metre yüksekliğe kaldırıyor. Bu işlem sırasında tuğlanın çekim potansiyel enerjisindeki değişim ne olur? (g = 10 m/s²)

A) 60 J
B) 600 J
C) 200 J
D) 300 J

Sevgili öğrenciler, bu soruda bir cismin (tuğlanın) yerden belirli bir yüksekliğe kaldırılmasıyla çekim potansiyel enerjisindeki değişimi hesaplamamız isteniyor. Gelin, bu soruyu adım adım ve kolayca çözelim.

• Adım 1: Soruda Verilen Bilgileri Belirleyelim

  Öncelikle soruda bize hangi fiziksel büyüklüklerin verildiğini ve ne anlama geldiklerini listeleyelim:

  • Tuğlanın kütlesi ($m$): $20 \text{ kg}$
  • Kaldırıldığı yükseklik ($h$): $3 \text{ m}$
  • Yerçekimi ivmesi ($g$): $10 \text{ m/s}^2$

  Bizden istenen ise tuğlanın çekim potansiyel enerjisindeki değişimdir ($\Delta E_p$).

• Adım 2: Çekim Potansiyel Enerjisi Değişimi Formülünü Hatırlayalım

  Bir cismin çekim potansiyel enerjisindeki değişim, cismin kütlesi ($m$), yerçekimi ivmesi ($g$) ve yüksekliğindeki değişim ($h$) çarpılarak bulunur. Formülü şu şekildedir:

  $\Delta E_p = m \cdot g \cdot h$

  Burada $\Delta E_p$ potansiyel enerji değişimini, $m$ kütleyi, $g$ yerçekimi ivmesini ve $h$ ise yüksekliği ifade eder.

• Adım 3: Değerleri Formülde Yerine Koyalım ve Hesaplayalım

  Şimdi Adım 1'de belirlediğimiz değerleri Adım 2'deki formülde yerine koyarak hesaplamayı yapalım:

  • $m = 20 \text{ kg}$
  • $g = 10 \text{ m/s}^2$
  • $h = 3 \text{ m}$

  $\Delta E_p = (20 \text{ kg}) \cdot (10 \text{ m/s}^2) \cdot (3 \text{ m})$

  Önce kütle ve yerçekimi ivmesini çarpalım:

  $20 \cdot 10 = 200$

  Şimdi bu sonucu yükseklikle çarpalım:

  $200 \cdot 3 = 600$

  Böylece çekim potansiyel enerjisindeki değişimi $600 \text{ J}$ (Joule) olarak buluruz. Enerjinin birimi Joule'dür.

• Adım 4: Sonucu Seçeneklerle Karşılaştıralım

  Hesaplamalarımız sonucunda tuğlanın çekim potansiyel enerjisindeki değişimin $600 \text{ J}$ olduğunu bulduk. Seçeneklere baktığımızda bu değerin B seçeneğinde yer aldığını görüyoruz.

Cevap B seçeneğidir.