Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda bir dirençten geçen akımın belirli bir sürede ne kadar ısı enerjisi açığa çıkardığını bulacağız. Elektrik enerjisinin ısıya dönüşümü, günlük hayatta birçok cihazda (elektrikli ısıtıcılar, fırınlar vb.) karşımıza çıkan önemli bir fizik olayıdır. Bu olayı anlamak için Joule yasasını kullanacağız. Haydi adım adım çözelim!
- 1. Verilenleri Belirleyelim:
- Direnç ($R$) = $5 \, \Omega$ (ohm)
- Akım ($I$) = $2 \, A$ (amper)
- Süre ($t$) = $1 \, \text{dakika}$
- 2. İsteneni Belirleyelim:
- Açığa çıkan ısı enerjisi ($Q$) = ? joule
- 3. Birimleri Dönüştürelim:
- Fizik problemlerinde genellikle SI birim sistemini kullanırız. Bu durumda süreyi saniyeye çevirmemiz gerekiyor.
- $1 \, \text{dakika} = 60 \, \text{saniye}$
- Yani, $t = 60 \, s$
- 4. Doğru Formülü Seçelim:
- Bir dirençte açığa çıkan ısı enerjisini bulmak için Joule yasasını kullanırız. Joule yasasına göre, bir dirençte açığa çıkan ısı enerjisi ($Q$), akımın karesi ($I^2$), direnç ($R$) ve akımın geçiş süresinin ($t$) çarpımına eşittir.
- Formül: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$
- 5. Değerleri Formülde Yerine Koyalım ve Hesaplayalım:
- $Q = (2 \, A)^2 \cdot (5 \, \Omega) \cdot (60 \, s)$
- Önce akımın karesini alalım: $(2 \, A)^2 = 4 \, A^2$
- Şimdi tüm değerleri çarpalım: $Q = 4 \cdot 5 \cdot 60$
- $Q = 20 \cdot 60$
- $Q = 1200 \, J$ (joule)
Bu durumda, dirençte 1 dakikada açığa çıkan ısı enerjisi $1200 \, \text{joule}$'dür.
Cevap D seçeneğidir.
