10. Sınıf Meb Fizik Ders Kitabı Sayfa 187-195 Cevapları

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 187 Cevapları (MEB)

Konu: Bisiklet antrenmanında kuvvet–konum grafiği ve iş hesabı

Soru 1 - Bisiklet parkurunda antrenman yapan Özgür, 15 s sonunda başlangıç noktası t = 0 anına göre 59 m yer değiştirmiştir. Özgür’ün antrenmanı süresince bisikletin ilerlemesini sağlayan kuvvet, yavaşlamasını sağlayan fren kuvveti ve zaman aralıklarında alınan yol değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Buna göre:

a) Özgür’ün bisiklet antrenmanına ait F–x grafiğini çiziniz.

Cevap: Kümülatif konumlar: 18 m, 33 m, 51 m, 59 m. Her aralıkta kuvvet sabittir; bu yüzden F–x grafiği dört yatay parçadan oluşur:

• 0–18 m: F = +60 N
• 18–33 m: F = +90 N
• 33–51 m: F = −120 N (fren)
• 51–59 m: F = −30 N (fren)

Grafikte x ekseninde 0, 18, 33, 51, 59 m noktaları işaretlenir; bu aralıklarda kuvvet değerleri yatay olarak gösterilir.

b) Çizdiğiniz grafikten yararlanarak bisikletin yapmış olduğu iş için matematiksel model çıkarınız.

Cevap (model): W = Σ(F · Δx)

Parça parça işler:

• W₁ = 60 · 18 = 1080 J
• W₂ = 90 · 15 = 1350 J
• W₃ = (−120) · 18 = −2160 J
• W₄ = (−30) · 8 = −240 J

Toplam iş: W_net = 1080 + 1350 − 2160 − 240 = +30 J.

Yorum: Grafiğin cebirsel alanı pozitiftir; bisikletin kinetik enerjisi 30 J artar (ΔK = W_net).

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 188 Cevapları (MEB)

Soru c) Fizik bilimine göre iş ile ilgili;

I. Cisme bir kuvvet uygulandığında cisim, uygulanan bu kuvvet doğrultusunda yer değiştirmiş ise kuvvet, cisim üzerinde bir iş yapmaz.
II. Kuvvetin cisim üzerinde yaptığı iş, uygulanan kuvvetin ve cismin yaptığı yer değiştirmenin büyüklüğü ile doğru orantılıdır.
III. F-x grafiğinden yararlanarak cismin yaptığı iş bulunur.

Yargılarından hangilerine ulaşılabilir?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III

Cevap: E (II ve III)
Çünkü iş, kuvvet ile yer değiştirme aynı doğrultudaysa yapılır.
Ayrıca W = F∙Δx bağıntısı ve F-x grafiği alanı iş miktarını verir.

Soru 2 — a) İş, enerji ve güç kavramlarını metin ile ilişkilendirerek bu kavramlar hakkında hipotezler kurunuz ve bu hipotezleri gerekçeleriyle tabloya yazınız.

Soru 2 — b) İş, enerji ve güç kavramları arasındaki ilişkileri metinden örnekler vererek belirleyiniz.

• Emniyet kemeri, yolcunun kinetik enerjisini iş yaparak daha uzun sürede azaltır.
• Enerji dönüşüm süresi artarsa, güç azalır, darbe kuvveti de düşer.
• Emniyet kemeri takmayan bir kişi çok kısa sürede durduğu için, enerji aniden sıfırlanır → güç ve ortalama kuvvet artar.
• Bu nedenle emniyet kemeri takmak, yaralanma riskini büyük ölçüde azaltır.

Kısa Özet

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 189 Cevapları (MEB)

c) İş, enerji ve güç kavramlarını tablodaki bilgilerle karşılaştırınız.

Cevap: İş, enerji dönüşümünü sağlar.
Güç, yapılan işin zamana göre ne kadar hızlı gerçekleştiğini gösterir.
Aynı iş daha kısa sürede yapılırsa güç artar.
Aynı sürede daha fazla iş yapılırsa yine güç artar.

ç) İş ve güç kavramları arasındaki ilişkiye yönelik önermelerinizi yazınız.

• Güç = işin yapılma hızıdır.
• Aynı işin daha kısa sürede yapılması gücü artırır.
• Zaman sabitken yapılan iş arttıkça güç de artar.

d) İş ve güç kavramları arasındaki ilişkiye yönelik matematiksel modeli yazınız.

Cevap: Güç (P) = İş (W) / Zaman (t)

3. Soru - Buna göre metinde geçen

a) Enerji biçimleri ve bu biçimlere ilişkin özellikleri belirleyerek aşağıdaki tabloyu doldurunuz.

b) Belirlediğiniz enerji biçimlerinden iki tanesini seçerek enerji biçimlerinin benzerlik ve farklılıklarını yazınız.

Örnek Karşılaştırma – Kimyasal Enerji & Nükleer Enerji

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 190 Cevapları (MEB)

4. Teleferik, havada gerili çelik halatlar üzerinde kayarak hareket etmek suretiyle birbirinden uzak ve ulaşımı zor yerler arasında sabit hızla insan ve yük taşıyan araçtır. Türkiye’nin en uzun teleferiği 1963 yılında yapılan 9 km uzunluğundaki Bursa Uludağ teleferiğidir. Bursa’ya kar tatiline giden Yeşim ve ailesi, Uludağ’a çıkmak için Bursa’nın Yıldırım ilçesinden teleferiğe binerek 1634 m yüksekteki Uludağ Sarıalan Yaylası’ndaki kayak pistlerine ulaşmaktadır. (Sürtünmeleri ihmal ediniz.) Buna göre Yeşim’in;

a) Teleferik ile ilerlerken sahip olduğu mekanik enerji bileşenleri nelerdir?

Cevap: Teleferik hareket ettiği için Yeşim’in kinetik enerjisi vardır. Yükseğe çıktıkça da potansiyel enerjisi artar. Bu iki enerji birlikte Yeşim’in mekanik enerjisini oluşturur.

b) En tepeye varmasıyla potansiyel enerjisinde meydana gelen değişimi yorumlayınız.

Cevap: Yeşim tepeye doğru yükseldikçe yükseklik artar. Yükseklik arttığı için Yeşim’in potansiyel enerjisi de artar ve en tepeye ulaştığında en büyük değere sahip olur.

c) Teleferiğe bindiği an ile en tepede teleferikten indiği an arasındaki mekanik enerji değişimini matematiksel olarak ifade ediniz.

Cevap: Sürtünmeler ihmal edildiği için mekanik enerji korunur.

Başlangıçtaki kinetik enerji ile son konumdaki potansiyel enerji eşittir:

Eilk = Eṡon

Yani: 1/2 · m · v² = m · g · h

Bu ifade, kinetik enerjinin potansiyel enerjiye dönüştüğünü gösterir.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 191 Cevapları (MEB)

5) Türbinler, şekildeki gibi bir mil ve milin üzerindeki kanatçıklardan meydana gelen ve bir akışkanın enerjisini işe dönüştürmek için kullanılan cihazlardır…
(Bu uzun metin yukarıdaki gibidir.)

a) Türbinlerin dönmesini sağlayan enerji kaynakları nelerdir? Bu kaynakların genel özelliklerini kısaca açıklayınız.

Cevap: Türbinleri döndüren enerji kaynakları; su, rüzgâr, buhar ve gazdır.
Bu kaynakların genel özellikleri:

• Hidroelektrik enerji (su): Yenilenebilir, temiz ve doğada sürekli döngü hâlindedir.
• Rüzgâr enerjisi: Yenilenebilir, çevre dostu ve ücretsiz bir kaynaktır.
• Buhar enerjisi (termik–nükleer–jeotermal): Yüksek sıcaklıklı buhardan elde edilir, türbinleri güçlü şekilde döndürür.
• Gaz enerjisi: Doğal gazdan elde edilen yüksek basınç türbinleri hareket ettirir.

b) Hidroelektrik ve termik enerji santrallerinde türbinlerin dönmesini sağlayan kaynakların avantajlarını yazınız.

Hidroelektrik santrallerin avantajları:

• Yenilenebilir ve çevre dostu bir enerji sağlar.
• Yerli kaynak olduğundan dışa bağımlılığı azaltır.
• Uzun vadede işletme maliyetleri düşüktür.
• Atık oluşturmaz ve karbon salınımı yok denecek kadar azdır.

Termik santrallerin avantajları:

• Kullanılan fosil yakıtlar kolay bulunur ve taşınabilir.
• Hava koşullarından etkilenmeden sürekli enerji üretimi sağlar.
• Kurulum yeri seçenekleri daha fazladır.
• İstihdam sağlar ve enerji ihtiyacını hızlı karşılar.

c) Hidrolik veya termik enerji santralleri ile ilgili aşağıda verilen bilgilerden hangisi yanlıştır?

A) Termik santrallerde fosil yakıtlar kullanılır.
B) Termik santraller çevre kirliliğine neden olur.
C) Hidrolik santraller ekosistemlerin değişmesine neden olabilir.
D) Hidrolik enerji santralleri verimli tarım alanlarını işgal eder.
E) Hidrolik santrallerin kuruluş maliyetleri termik santrallere göre daha düşüktür.

Cevap: E
Önemli Not: Hidroelektrik santrallerin kuruluş maliyeti termik santrallere göre daha yüksektir, bu nedenle ifade yanlıştır.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 192 Cevapları (MEB)

6. Sürtünmenin ihmal edildiği bir ortamda Aysun ve Melisa arkadaşını iterek kızağı hareket ettirmektedir. Bu durumda kızağa Aysun yatayla paralel 40 N Melisa ise 50 N büyüklüğünde kuvvet uygulamaktadır. Kızak bu kuvvetlerin etkisiyle 80 m yol aldıktan sonra Aysun itmeyi bırakmış ve Melisa tek başına kızağı 20 m daha itmiştir. Daha sonra kızağa hiçbir kuvvet etki etmemiş ve kızak 20 m daha ilerlemiştir.

a) Kızağa ait F–x grafiğini çiziniz.

Cevap: Kuvvet–konum grafiği parçalı sabit yapıdadır:
• 0–80 m: Net kuvvet 40 + 50 = 90 N (yatay çizgi 90 N’da)
• 80–100 m: Sadece Melisa ittiği için 50 N (yatay çizgi 50 N’da)
• 100–120 m: Kuvvet 0 N (eksen üzerinde)

b) Çizdiğiniz grafikten yararlanarak yapılan toplam işi hesaplayınız.

Cevap: Grafik alanı = dikdörtgen alanlarının toplamı
W = 90·80 + 50·20 + 0·20 = 7200 + 1000 + 0 = 8200 J

Sonuç: 8200 J

c) Aysun’un kızağı itmeye devam etmesi durumunda yapılan toplam işi hesaplayınız. Kuvvet ile yer değiştirme arasındaki ilişkiyi dikkate alarak yapılan işin değişimi açıklayınız.

Cevap: Aysun bırakmasaydı 0–100 m boyunca net kuvvet 90 N olur, 100–120 m aralığında 0 N olurdu.
W = 90·100 + 0·20 = 9000 J

Açıklama: Yapılan iş W = F·Δx olduğundan, aynı yerde daha büyük kuvvet uygulanırsa iş artar; kuvvet 0 olduğunda iş 0 olur.

7. Bir gökdelende bulunan özdeş iki asansör tarafından taşınan yükler, yüklerin çıkarıldığı kat ve yüklerin bu katlara çıkarılma süreleri tabloda verilmiştir.

a) Hangi asansörün daha güçlü olduğunu tablodaki verilerden yararlanarak tahmin ediniz.

Cevap: 2. asansör daha güçlüdür. Gerekçe: Güç P = W/t ≈ m·g·(kat yüksekliği)·kat sayısı / t. İki asansör aynı yükü (300 kg) taşır. 2. asansör daha yüksek kata (60. kat) daha kısa sürede (40 s) çıkarır. Aynı kütle için daha fazla işi daha kısa sürede yaptığı için gücü daha büyüktür.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 193 Cevapları (MEB)

b) 1. asansörün yükü yarıya indirilirse gücü ve yaptığı iş nasıl değişir?
Cevap: Yük m’den m/2’ye inince iş: W = m·g·h → W/2 olur. Güç: P = W/t → süre sabitse P/2 olur. (Formüller: W = m·g·h, P = W/t)

c) Asansörlerle ilgili ifadelerden hangisi yanlıştır?
Cevap: D
Gerekçe: Daha az net kuvvet, hızın azalacağı anlamına gelmez; yalnızca ivme küçülür (hız artışı daha yavaşlar). Diğerleri doğrudur.

ç) ç) Tablodaki verileri kullanarak iş ve güç arasındaki ilişkiyi gösteren matematiksel modeli yazınız.
Cevap: P = W/t = (F·Δx)/t = F·v (sabit hızda).
(W = F·Δx, v = Δx/t)

8. Türkiye Yüzyılı vizyonu doğrultusunda gerçekleştirilen projeler kapsamında yer alan, yerli otomobilimiz elektrikli ve otonom bir araçtır. (...) Buna göre

a) Metinde geçen enerji biçimleri ve bu enerji biçimlerinin özellikleri nelerdir?

• Kimyasal enerji: Yakıt/batarya içinde bağ enerjisi olarak depolanır.
• Elektrik enerjisi: Bataryadaki kimyasal enerjinin elektrik akımına dönüşmüş hâli.
• Mekanik enerji (kinetik): Aracın hareketinden doğan enerji.
• Isı (termal) enerjisi: Sürtünmeli frenlemede ısıya dönüşen enerji.
• Ses enerjisi: Çalışma ve sürtünme sırasında oluşan titreşimler.

b) Enerji biçimlerinin benzer ve farklı özelliklerini metinden örnek vererek açıklayınız.

• Benzerlik: Tüm biçimler birbirine dönüşebilir. Benzinli araçta kimyasal → mekanik → (frenle) ısı, elektrikli araçta kimyasal (batarya) → elektrik → mekanik.
• Farklılık: Benzinli araç frenle enerjiyi ısı olarak kaybeder (rejenerasyon yok). Elektrikli araç rejeneratif frenle kinetik → elektrik dönüşümü yapıp bataryada depolar.
• Farklılık: Kimyasal/elektrik depolanabilir, kinetik ise hareket varken vardır.

Özet formüller (önemli): W = m·g·h, P = W/t = F·v.

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 194 Cevapları (MEB)

9. Soru - Sürtünmelerin önemsenmediği idealleştirilmiş ortamlarda mekanik enerji korunur. (...)

a) Yıkım güllesinin sahip olduğu mekanik enerjiyi oluşturan bileşenler nelerdir?

Yıkım güllesinin mekanik enerjisi iki bileşenden oluşur:
• Kinetik enerji
• Potansiyel enerji

b) Sürtünmelerin önemsenmediği bir ortamda yıkım güllesinin sahip olduğu mekanik enerji bileşenleri arasında nasıl bir ilişki vardır?

Sürtünmelerin ihmal edildiği ortamda mekanik enerji korunur.

Yani: EMekanik = EKinetik + EPotansiyel = sabit

Gülle yukarıda iken potansiyel enerji maksimum, kinetik enerji sıfıra yakındır.
Aşağı doğru hareket ederken potansiyel enerji azalır, kinetik enerji artar.
Sonuç olarak:

Potansiyel enerji → Kinetik enerjiye dönüşür
(Mekanık enerji değişmez)

10. Soru Sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda K noktasından c hız büyüklüğü ile geçen kayak sporcusunun mekanik enerjisi 30 J'dür. Kayak sporcusunun L noktasındaki potansiyel enerjisi 20 J olarak verilmektedir.

Verilenler: K noktasında mekanik enerji: EM = 30 J
L noktasında potansiyel enerji: EL (potansiyel) = 20 J

a) M noktasından geçerken sahip olduğu kinetik enerji kaç J olur?

M noktası en alt düzey olduğundan potansiyel enerji sıfırdır.

Bu durumda mekanik enerjinin tamamı kinetik enerji olur:

EK(M) = EM = 30 J

Cevap: 30 J

b) K noktasından geçerken sahip olduğu kinetik enerji kaç J olur?

K noktasında:

EM = EK(K) + EP(K)

EP(K) L noktasından daha fazla olduğu için;

EP(K) = 20 J

Formül: 30 = EK(K) + 20
EK(K) = 10 J

Cevap: 10 J

10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 195 Cevapları (MEB)

11. Tablo 1'de enerji kaynaklarının çevresel etkilerine, Tablo 2'de enerji kaynaklarının ekonomiye olan katkısına yönelik karşılaştırmalar yapılmıştır.

Soru 11-a Tablolardan yararlanarak yenilenebilen ve yenilenemeyen enerji kaynaklarının avantaj ve dezavantajlarını kendi cümleleriniz ile ifade ediniz.

Yenilenebilir enerji kaynakları (rüzgâr, güneş, hidrolik, jeotermal)
Avantajları:

• Çevreye olumsuz etkileri çok azdır (Tablo 1’de çoğu etki yok).
• Yakıt gerektirmediği için işletme maliyetleri düşüktür.
• Sürdürülebilirdir, tükenmez.
• Dezavantajları:
• Konuma ve hava koşullarına bağlıdır (Güneş yoksa üretim durur vb.)
• Bazılarında ilk yatırım maliyeti yüksektir.

Yenilenemeyen enerji kaynakları (petrol, kömür, doğal gaz, nükleer)
Avantajları:

• Sürekli enerji üretir, hava olaylarından etkilenmez.
• Doğal gaz ve nükleer daha düşük işletme maliyetine sahiptir.
• Dezavantajları:
• Petrol, kömür ve doğal gaz iklim değişikliğine ve kirlenmeye neden olur.
• Nükleer enerji radyasyon riski taşır ve atık problemi vardır.
• Sınırlı ve tükenebilirler.

Soru 11-b - Enerji alanında yetkili bir kişi olsaydınız enerji politikalarınızı hangi ilkeler doğrultusunda şekillendirirdiniz? Düşüncelerinizi sınıf arkadaşlarınızla paylaşınız.

• Öncelik: Temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları
• Şehirlerde çatı güneş panelleri zorunlu olmalı
• Enerji tasarrufu ve verimliliği artırılmalı
• Yerli üretim teknolojileri teşvik edilmeli
• Doğaya zarar vermeden enerji elde edilmeli
• Nükleer santrallerde en yüksek güvenlik önlemleri alınmalı

➡️ Böylece çevre korunur, enerji dışa bağımlılığı azalır ve gelecek nesillere daha yaşanabilir bir dünya bırakılır.