9. Sınıf - 📝 Fizik 3. Ünite: İş, Enerji ve Güç - Yazılı Soruları ve Cevapları

[Administrator]

9. Sınıf - 📝 Fizik 3. Ünite: İş, Enerji ve Güç - Yazılı Soruları ve Cevapları
Soru 1:
Bir cisme 20 N'lik kuvvet 10 m mesafeye uygulanmıştır. Yapılan işi hesaplayınız.

Cevap:
Formül: W = F × d
W = 20 N × 10 m = 200 J
Yapılan iş 200 J'dır.

Soru 2:
Bir cismin hızını 3 m/s'den 9 m/s'ye çıkarmak için 12 N kuvvet uygulanıyor. Yapılan işin miktarını hesaplayınız.

Cevap:
İlk kinetik enerji:
KE₁ = ½ × m × v₁²
Son kinetik enerji:
KE₂ = ½ × m × v₂²
Yapılan iş:
W = KE₂ - KE₁
Ancak cismin kütlesi verilmediği için soruda daha fazla bilgiye ihtiyaç vardır.

Soru 3:
Bir cismin kütlesi 5 kg'dır ve 10 m yükseklikten serbest bırakılmaktadır. Yerçekimi ivmesi g = 9.8 m/s² olarak alınacaktır. Cismin yere çarptığında sahip olduğu kinetik enerjiyi hesaplayınız.

Cevap:
Başlangıçtaki potansiyel enerji, cismin yere çarpınca kinetik enerjiye dönüşecektir.
PE = m × g × h = 5 kg × 9.8 m/s² × 10 m = 490 J
Yere çarptığında kinetik enerji KE = 490 J olacaktır.

Soru 4:
Bir motor, 200 J'lik işi 40 saniyede yapmaktadır. Motorun gücünü hesaplayınız.

Cevap:
Formül: P = W ÷ t
P = 200 J ÷ 40 s = 5 W
Motorun gücü 5 W'dır.

Soru 5:
Bir cisme 15 N kuvvet ile 8 m mesafeye hareket ettirildiğinde, yapılan işin enerjinin ne kadarını faydalı şekilde harcadığını belirlemek için verimliliği hesaplayınız. Eğer verimlilik %90 ise, faydalı iş ne kadar olur?

Cevap:
Verimlilik: Verimlilik = (Faydalı İş ÷ Toplam İş) × 100
Verimlilik %90 = (Faydalı İş ÷ 15 N × 8 m) × 100
Faydalı İş = 90 × (15 N × 8 m) ÷ 100 = 1080 J

Soru 6:
Bir cismin hızı 6 m/s'dir ve kütlesi 4 kg'dır. Bu cismin sahip olduğu kinetik enerjiyi bulun.

Cevap:
Formül: KE = ½ × m × v²
KE = ½ × 4 kg × (6 m/s)² = ½ × 4 kg × 36 = 72 J
Cismin kinetik enerjisi 72 J'dır.

Soru 7:
Bir kaldıraç kullanılarak 30 N kuvvet ile 12 m mesafeye hareket ettirilen bir cismin yaptığı iş ne kadardır?

Cevap:
Formül: W = F × d
W = 30 N × 12 m = 360 J
Yapılan iş 360 J'dır.

Soru 8:
Bir cismi 10 m/s hızla hareket ettirmek için 150 N kuvvet uygulanmaktadır. Bu kuvvetle hareket halindeki cismin yaptığı iş 750 J'dir. Bu durumda cismin kinetik enerjisini ve gücünü hesaplayınız.

Cevap:

İş = Kinetik Enerji olduğundan, cismin kinetik enerjisi 750 J'dir.
Gücü hesaplamak için zaman verilmediği için güç hesaplanamaz. Yalnızca kinetik enerji 750 J olarak bulunabilir.
Soru 9:
Bir cisim, 5 m yükseklikten serbest bırakılmaktadır. Cisim 4 kg kütlesindedir ve yerçekimi ivmesi g = 9.8 m/s² olarak alınacaktır. Cisim yere çarptığında kinetik enerjisi ne kadar olur?

Cevap:
Başlangıçta cismin sahip olduğu potansiyel enerji:
PE = m × g × h = 4 kg × 9.8 m/s² × 5 m = 196 J
Yere çarptığında cismin kinetik enerjisi KE = 196 J olacaktır.

Soru 10:
Bir cisme 100 N kuvvet ile 3 m mesafeye hareket ettirildiğinde, yapılan işin ne kadarını faydalı şekilde harcadığını belirlemek için verimliliği hesaplayınız. Eğer verimlilik %75 ise, faydalı iş ne kadar olur?

Cevap:
Verimlilik: Verimlilik = (Faydalı İş ÷ Toplam İş) × 100
%75 = (Faydalı İş ÷ 100 N × 3 m) × 100
Faydalı İş = 75 × (100 N × 3 m) ÷ 100 = 225 J

Özet:
İş: Kuvvetin bir mesafeye uygulanarak yapılan enerji transferidir.
Kinetik Enerji: Hareket halindeki bir cismin sahip olduğu enerjidir.
Potansiyel Enerji: Yükseklikten dolayı cismin sahip olduğu enerjidir.
Güç: Birim zamanda yapılan iştir.
Verimlilik: Faydalı işin toplam işe oranı ile ölçülür.