10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları – MEB Yayınları
Sayfa 161 – 2.14. Soru Çözümü
Soru: Nevşehir’de bulunan Derinkuyu Yer Altı Şehri, Kapadokya’nın jeolojik oluşumu sayesinde inşa edilmiştir. Sekiz kattan oluşan yer altı şehri, büyük bir topluluğu içinde barındıracak ve onların ihtiyaçlarını karşılayacak mekânlardan oluşmaktadır. m kütleli turistler, yandaki temsili şekilde gösterilen yer altı şehrini gezmektedir. Her bir katın yüksekliğinin eşit ve h kadar olduğu kabul edilmektedir. 4. katta bulunan iki turistten biri 2. kata çıkmakta, diğeri 7. kata inmektedir.
a) Turistlerin 2. ve 7. kata gitmeleri durumunda potansiyel enerjilerindeki değişimi mgh cinsinden hesaplayınız.
Cevap: Potansiyel enerji değişimi ΔEp = m · g · Δh ile hesaplanır.
4. kattan 2. kata çıkan turist için:
Δh = 2h – 4h = −2h
ΔEp = mgh(−2)
Potansiyel enerji değişimi: −2mgh → Potansiyel enerji artar → +2mgh iş yapılır
4. kattan 7. kata inen turist için:
Δh = 7h – 4h = +3h
ΔEp = mgh(+3)
Potansiyel enerji değişimi: +3mgh → Potansiyel enerji azalır
Sonuç:
2. kata giden turistin potansiyel enerji değişimi: +2mgh
7. kata giden turistin potansiyel enerji değişimi: −3mgh
b) Yer çekimine karşı hangi turist iş yapmıştır? Açıklayınız.
Cevap:
Yer çekimine karşı iş yapılabilmesi için cismin aşağıdan yukarıya hareket etmesi gerekir.
2. kata çıkan turist yer çekimine karşı hareket ettiğinden iş yapmıştır.
7. kata inen turist yer çekimi doğrultusunda hareket ettiği için iş yapmamıştır.
Yer çekimine karşı iş yapan turist: ➡ 2. kata çıkan turist