Merhaba sevgili öğrencim! Ben Fen Bilimleri öğretmeninim. Seninle bu soruları birlikte, adım adım inceleyerek çözeceğiz. Amacımız sadece doğru şıkkı bulmak değil, konuyu mantığıyla kavramak. Hazırsan başlayalım!
12. Soru ve Çözümü
Soru Metni: Mehmet, kütleleri ve yere göre yükseklikleri yanda verilen A, B ve C toplarını bulundukları noktalardan serbest bırakmaktadır. Mehmet topların zemindeki kumda bıraktıkları izleri inceliyor ve yorumları yapıyor. Buna göre Mehmet’in yorumlarından hangisi ya da hangileri yanlıştır?
Çözüm Adımları:
Bu soruyu çözmek için önce her bir topun sahip olduğu Çekim Potansiyel Enerjisini hesaplamalıyız. Çünkü bir cisim ne kadar yüksek enerjiye sahipse, kum zemine çarptığında o kadar derin bir iz bırakır.
Potansiyel enerji formülümüzü basitçe şöyle düşünebiliriz: Enerji = Kütle x Yükseklik
- Adım 1: A Topunun Enerjisini Bulalım
Kütle: 1 kg, Yükseklik: 1 m
Enerji A = 1 x 1 = 1 birim enerji - Adım 2: B Topunun Enerjisini Bulalım
Kütle: 0,5 kg, Yükseklik: 2 m
Enerji B = 0,5 x 2 = 1 birim enerji - Adım 3: C Topunun Enerjisini Bulalım
Kütle: 0,5 kg, Yükseklik: 1 m
Enerji C = 0,5 x 1 = 0,5 birim enerji
Şimdi bulduğumuz bu enerjileri karşılaştıralım: A ve B toplarının enerjileri eşit ve en büyüktür. C topunun enerjisi ise en küçüktür.
Bu durumda kumdaki iz derinlikleri şöyle olur: A’nın izi = B’nin izi > C’nin izi (A ve B eşit derinlikte, C en az derinlikte).
Adım 4: Yorumları İnceleyelim
- I. Yorum: “A topunun kumda bıraktığı izin derinliği, C topununkinden daha azdır.”
Analiz: A’nın enerjisi (1), C’den (0,5) fazladır. Bu yüzden A daha derin iz bırakır. Bu yorum YANLIŞTIR. - II. Yorum: “B topunun kumda bıraktığı izin derinliği, C topununkinden daha fazladır.”
Analiz: B’nin enerjisi (1), C’den (0,5) fazladır. B daha derin iz bırakır. Bu yorum DOĞRUDUR. - III. Yorum: “C topunun sahip olduğu çekim potansiyel enerjisi, A topunun enerjisinden daha azdır.”
Analiz: C (0,5) < A (1). Bu yorum DOĞRUDUR. - IV. Yorum: “B topunun sahip olduğu çekim potansiyel enerjisi C topunun enerjisinden daha fazladır.”
Analiz: B (1) > C (0,5). Bu yorum DOĞRUDUR.
Soru bizden yanlış olanı istiyordu. Yalnızca I. yorum yanlıştır.
Sonuç: A) Yalnız I
13. Soru ve Çözümü
Soru Metni: Belli bir yükseklikteki bir cisim hava varken ve havasız ortamda serbest bırakıldığında, havasız ortamda daha çabuk yere ulaşıyor. Bunu gözlemleyen bir öğrenci aşağıdaki yorumları yapıyor. Öğrencinin yaptığı yorumlardan hangileri doğrudur?
Çözüm Adımları:
Burada konu Hava Direncidir. Hava direnci, havanın içindeki cisimlerin hareketini zorlaştıran bir sürtünme kuvvetidir.
- Adım 1: I. Yorumu İnceleyelim
“Hava cisme bir direnç uygular.”
Evet, hava ortamında cisimler hava moleküllerine çarpar ve bir dirençle karşılaşır. Bu yüzden havasız ortamda (boşlukta) daha hızlı düşerler. Bu ifade DOĞRUDUR. - Adım 2: II. Yorumu İnceleyelim
“Hava direnci cismin hızında azalmaya neden olur.”
Hava direnci harekete zıt yönde etki eder. Bu da cismin hızlanmasını engeller veya yavaşlatır (net kuvveti azaltır). Bu ifade DOĞRUDUR. - Adım 3: III. Yorumu İnceleyelim
“Cismin havasız ortamda yere çarptığı andaki kinetik enerjisi daha fazladır.”
Hava olan ortamda, cismin enerjisinin bir kısmı sürtünme nedeniyle ısı enerjisine dönüşür ve kaybolur. Havasız ortamda ise sürtünme yoktur, potansiyel enerjinin tamamı kinetik enerjiye dönüşür. Bu yüzden havasız ortamda yere çarpma enerjisi daha yüksektir. Bu ifade DOĞRUDUR.
Tüm yorumlar doğrudur.
Sonuç: D) I, II ve III
14. Soru ve Çözümü
Soru Metni: Yukarıdaki grafikler aşağıdaki olaylardan hangisine ait olabilir?
Çözüm Adımları:
Grafikleri okuyarak olayın ne olduğunu anlamaya çalışalım.
- Adım 1: Potansiyel Enerji Grafiğini Okuyalım (Soldaki Grafik)
Grafikte zaman ilerledikçe sütunların boyu uzuyor. Yani Potansiyel Enerji artıyor. Potansiyel enerjinin artması için cismin yukarı doğru çıkması (yüksekliğinin artması) gerekir. - Adım 2: Kinetik Enerji Grafiğini Okuyalım (Sağdaki Grafik)
Grafikte zaman ilerledikçe sütunların boyu kısalıyor. Yani Kinetik Enerji azalıyor. Kinetik enerjinin azalması için cismin yavaşlaması gerekir.
Şimdi şıkları bu bilgilerle (Yükseklik artıyor, Hız azalıyor) eşleştirelim:
- A) Dağa çıkan dağcı: Dağcı yukarı doğru tırmandıkça yüksekliği artar, yani Potansiyel Enerjisi artar. Genellikle yukarı tırmanırken yer çekimine karşı iş yapıldığı için hareket yavaşlar veya enerji harcanır (Kinetik enerji azalabilir veya sabit düşük hızda kalabilir ama potansiyel enerjinin arttığı tek şık budur). Bu şık grafiğe en uygundur.
- B) Yokuş aşağı yuvarlanan top: Top aşağı inerken yüksekliği azalır. Yani Potansiyel Enerjisi azalır. Grafikte ise artıyor görünüyordu. Bu şık yanlıştır.
- C) Asfalt yolda ilerleyen kamyon: Düz yolda yükseklik değişmez. Potansiyel enerji sabit kalmalıydı. Bu şık yanlıştır.
- D) Dönme dolaptaki çocuk: Dönme dolapta çocuk bir yükselir bir alçalır. Enerji grafiği sürekli artıp azalmalıydı. Grafikte ise sürekli bir artış var. Bu şık yanlıştır.
Potansiyel enerjinin (yüksekliğin) sürekli arttığı tek seçenek A şıkkıdır.
Sonuç: A) Dağa çıkan dağcı