Denge Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

Sorular

1. Fizik laboratuvarındaki bir simülasyon uygulamasında öğrenciler, koordinat düzlemine yerleştirdikleri üç noktasal kütleyi $m_1 = 1\text{ kg} \rightarrow (1, 1)$, $m_2 = 2\text{ kg} \rightarrow (4, 1)$ ve $m_3 = 1\text{ kg} \rightarrow (1, 5)$ olarak kaydetmiştir. Öğrenciler bu sisteme kütlesi $m_4 = 4\text{ kg}$ olan dördüncü bir cisim ekleyerek tüm sistemin yeni kütle merkezini tam olarak $(3, 3)$ noktasına taşımak istemektedir. Bu verilere göre, öğrencilerin amacına ulaşabilmesi için dördüncü cismi yerleştirmesi gereken koordinatlar aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) $(3, 4)$
   • B) $(3.5, 4)$
   • C) $(4, 3.5)$
   • D) $(2.5, 3)$
   • E) $(3.5, 3.5)$

2. Bir grup öğrenci, ağırlığı önemsiz bir çubuğu farklı noktalardan dinamometre ile düşey olarak yukarı çekip yatay dengede tutarak menteşeye uzaklık ($d$) ve kuvvet ($F$) değerlerini kaydetmiştir. Öğrencilerin elde ettiği veri tablosu aşağıdaki gibidir: Ölçüm NoMenteşeye Uzaklık ($d$)Dinamometre Değeri ($F$) 1$1\text{ m}$$24\text{ N}$ 2$2\text{ m}$$12\text{ N}$ 3$3\text{ m}$$8\text{ N}$ Bu deneysel verilere göre, sisteme asılan tek bir yükün menteşeye göre torkunun büyüklüğü ve bu veri setinin doğrudan kanıtladığı fiziksel durum aşağıdakilerden hangisinde doğru eşleştirilmiştir?

   • A) $12\text{ N}\cdot\text{m}$; kuvvetin büyüklüğünün destek noktasına olan uzaklıkla doğru orantılı olduğunu kanıtlar.
   • B) $24\text{ N}\cdot\text{m}$; kütle merkezinin yerinin cismin geometrik şeklinden bağımsız olduğunu kanıtlar.
   • C) $48\text{ N}\cdot\text{m}$; kuvvete zıt yönde uygulanan torkun sistemin dengesini bozduğunu kanıtlar.
   • D) $8\text{ N}\cdot\text{m}$; ağırlık merkezinin yüksekliğe bağlı olarak değişebileceğini kanıtlar.
   • E) $24\text{ N}\cdot\text{m}$; dönme dengesindeki bir sistemde zıt yönlü torkların büyüklüklerinin eşit olduğunu kanıtlar.

3. Bir grup öğrenci, çok yüksek bir gökdelenin kütle merkezi ile ağırlık merkezinin konumunu belirlemek için binanın farklı yüksekliklerinde ölçümler yaparak bir veri seti hazırlamıştır. Elde edilen veriler analiz edildiğinde yer çekimi ivmesinin yükseklikle azalmasından dolayı iki merkezin çakışmadığı gözlenmiştir. Bu deneysel kanıtlara dayanarak, gökdelenin kütle merkezi (KM) ile ağırlık merkezinin (AM) konumu hakkında yapılan aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?

   • A) AM, yer çekimi ivmesi azaldığı için KM'nin her zaman daha yukarısındadır.
   • B) Gökdelenin toplam kütlesi arttıkça iki merkez arasındaki dikey mesafe sıfıra yaklaşır.
   • C) KM ve AM, gökdelen tamamen simetrik tasarlandığı için her koşulda aynı noktada çakışır.
   • D) AM, alt kısımlardaki yer çekimi ivmesi daha büyük olduğundan dolayı KM'nin daha aşağısındadır.
   • E) KM yer çekimi alanından etkilendiği için binanın yapıldığı konuma göre sürekli yer değiştirir.

4. Deprem mühendisleri, binaların sarsıntılara karşı dayanıklılığını artırmak amacıyla yaptıkları testlerde ağırlık merkezinin zemin seviyesine olan uzaklığını kaydetmektedir. Bu verilere göre kararlı bir denge ve yüksek deprem direnci için binalarda nasıl bir kütle dağılımı tercih edilmelidir?

   • A) Alt katlarda daha ağır malzemeler kullanılarak binanın toplam ağırlık merkezinin aşağıya çekilmesi
   • B) Üst katların daha ağır tasarlanarak binanın salınım periyodunun azaltılması
   • C) Binanın geometrik şeklinin tamamen asimetrik yapılarak tork etkisinin artırılması
   • D) Binanın ağırlık merkezinin zemin alanının tamamen dışına taşınması
   • E) Kütle dağılımının sadece çatı katında yoğunlaştırılarak merkezkaç kuvvetinin sıfırlanması

5. Homojen bir tel bükülerek L harfi şekline getiriliyor. Bu telin kütle merkezinin konumunun tespiti için yapılan deneysel ölçümler hangi temel gerçeği kanıtlar?

   • A) Kütle merkezinin her zaman cismin maddesel sınırları içinde bulunmak zorunda olmadığını
   • B) Telin bükülmesiyle toplam kütle miktarının azaldığını
   • C) Ağırlık merkezinin konumu ile kütle merkezinin açısının farklılaştığını
   • D) Telin uzun kolunun her zaman daha az kütleye sahip olduğunu
   • E) Büküm noktasının sistemin tek denge noktası olduğunu

6. Bir vinç ağır bir yükü kaldırırken vincin arkasında bulunan çok ağır beton blokların (karşı ağırlıklar) kullanılma gerekçesi tork dengesi açısından nasıl açıklanır?

   • A) Ön taraftaki yükün oluşturduğu devirici torku, arka tarafta ters yönlü bir tork oluşturarak dengelemek
   • B) Vincin toplam ağırlığını azaltarak zemine uyguladığı basıncı düşürmek
   • C) Vincin kütle merkezini yerden yukarı taşıyarak hareket kabiliyetini artırmak
   • D) Motorun yükü kaldırırken harcadığı elektriksel enerjiden tasarruf sağlamak
   • E) Vincin tekerleklerine binen yük dağılımını asimetrik hale getirerek hızlanmasını kolaylaştırmak

7. Laboratuvarda iki farklı cismin kütle merkezlerinin konumu ölçülmüş ve her iki cismin de kütle merkezinin cismin fiziksel sınırları dışında (boşlukta) yer aldığı kaydedilmiştir. Bu durumu doğrulayan veri setine sahip cisim çifti aşağıdakilerden hangisi olabilir?

   • A) Metal bir halka ve boş bir kahve fincanı
   • B) Dolu bir küre ve homojen kare levha
   • C) Silindir şeklinde bir odun bloku ve demir bilye
   • D) Dikdörtgen prizması şeklinde tuğla ve homojen tel
   • E) İçi su dolu cam sürahi ve homojen üçgen levha

8. Otomobillerin virajlarda savrulmasını önlemek için geliştirilen süspansiyon sistemlerinde, ağırlık merkezinin yüksekliğinin azalışı ile maksimum güvenli dönüş hızı arasındaki ilişkiyi gösteren veri seti nasıl bir grafiksel eğilim sunar?

   • A) Ağırlık merkezi yere yaklaştıkça devrilme torku azalacağından maksimum güvenli dönüş hızı artar.
   • B) Ağırlık merkezinin yüksekliği azaldıkça sürtünme katsayısı düşer ve dönüş hızı azalır.
   • C) Ağırlık merkezinin yüksekliği ile güvenli dönüş hızı arasında hiçbir doğrusal ilişki yoktur.
   • D) Merkezkaç kuvvetinin etkisi ağırlık merkezinin yere yaklaşmasıyla doğrusal olarak artar.
   • E) Araç yüksekliği azaldığında toplam ağırlık kuvveti artar ve lastik aşınması hızlanır.

9. Çok yüksek gökdelenlerin tepe noktalarına yerleştirilen devasa sarkaç benzeri kütle sönümleyicilerin (tuned mass damper) çalışma prensibi hangi fiziksel veri setine dayanır?

   • A) Bina rüzgarla sallandığında karşıt tork oluşturarak sistemin ağırlık merkezini dinamik olarak denge sınırları içinde tutmak
   • B) Binanın toplam kütle miktarını azaltarak yerçekimi ivmesini sıfırlamak
   • C) Deprem anında binanın taban alanını genişleterek yerle olan sürtünmeyi artırmak
   • D) Binanın geometrik merkezini sürekli olarak yukarıya doğru hareket ettirmek
   • E) Yapıdaki çelik kolonların esneklik katsayısını kütle artışı ile sabitlemek

10. Bir grup öğrenci, rüzgar türbini kanatlarının tasarımı sırasında kütle merkezi ile dönme ekseni arasındaki ilişkiyi incelemektedir. Kanatların sarsıntısız ve dengeli dönebilmesi için toplanan verilere göre nasıl bir tasarım kriteri belirlenmelidir?

    • A) Kanat sisteminin ortak kütle merkezi, dönme ekseni ile tam olarak çakışmalıdır.
    • B) Kütle merkezi dönme ekseninden mümkün olduğunca uzak bir kanat ucuna taşınmalıdır.
    • C) Kanatların ağırlık merkezi sadece en rüzgarlı yöne doğru kaydırılmalıdır.
    • D) Dönme ekseninin kütlesi kanatların toplam kütlesinden daha küçük tasarlanmalıdır.
    • E) Kanatların geometrik tasarımı simetrik olmalı fakat kütle dağılımı asimetrik tutulmalıdır.

11. Hacimce özdeş olan iki cisimden A cismi homojen kurşundan, B cismi ise homojen tahtadan yapılmıştır. Bu iki cisim bir ipe bağlanarak tavana asıldığında dengeye gelme durumlarını açıklayan veriye dayalı iddia hangisidir?

    • A) Yoğunluğu büyük olan A cisminin asıldığı ipte oluşan gerilme kuvveti daha fazladır ancak her iki cisim de ağırlık merkezlerinden asıldığında yatay dengede kalır.
    • B) Tahta cismin kütle merkezi geometrik merkezinin dışındayken, kurşun cismininki merkezindedir.
    • C) Kurşun cisim daha ağır olduğu için ipin doğrultusu ağırlık merkezinden geçmek zorunda değildir.
    • D) Tahta cismin ağırlık merkezi, ortamın çekim ivmesinden kurşun cisme göre daha fazla etkilenir.
    • E) İki cismin kütle merkezleri farklı noktalarda olduğu için asılma açısı kütleye göre değişir.

12. Bir desteğin üzerinde dengede duran eşit bölmeli türdeş bir çubuğun sol ucuna 2 kg, sağ ucuna ise x kg kütleli cisim asıldığında dengenin bozulmadığı gözleniyor. Çubuğun kütlesinin ihmal edildiği bu sistemde toplanan veriler tork prensibine göre analiz edildiğinde, denge şartını sağlayan matematiksel model hangisidir?

    • A) Sol taraftaki kütle ile desteğe olan uzaklığın çarpımı, sağ taraftaki kütle ile desteğe olan uzaklığın çarpımına eşit olmalıdır.
    • B) Sadece sol ve sağ taraftaki kütlelerin mutlak değerce birbirine eşit olması gerekir.
    • C) Desteğe yakın olan cismin kütlesi her zaman daha küçük olmalıdır.
    • D) Sistemin toplam kütlesinin desteğin tam üzerinde sıfıra eşit olması gerekir.
    • E) Sol torkun sağ torka bölünmesiyle elde edilen veri her zaman yerçekimi ivmesini vermelidir.

13. Hacimleri ve şekilleri tamamen aynı olan içi boş metal bir küre ile içi su dolu plastik bir küre yan yana koyuluyor. Bu iki kürenin kütle ve ağırlık merkezlerinin konumu ile ilgili toplanan verilerin karşılaştırılması hangisinde doğru açıklanmıştır?

    • A) Her iki küre de homojen dağılımlı kabul edilirse, kütle merkezleri geometrik merkezlerindedir.
    • B) Metal kürenin kütle merkezi plastik küreye göre dış yüzeye daha yakındır.
    • C) Plastik küredeki suyun kütle merkezi kürenin en üst noktasında toplanır.
    • D) Kürelerin yapıldığı malzemelerin özkütle farkı kütle merkezlerinin konumunu geometrik olarak değiştirir.
    • E) Su dolu kürenin kütle merkezi yerçekimi kuvvetinden dolayı her zaman kürenin dışındadır.

14. Bir ip cambazı rüzgarlı bir günde yüksekte yürürken elinde uzun ve uçları aşağı doğru bükülmüş ağır bir sırık taşımaktadır. Sırık kullanımının cambazın dengesine sağladığı fiziksel katkıyı gösteren veri seti hangisini doğrular?

    • A) Sırık yardımıyla sistemin toplam ağırlık merkezi ip seviyesinin altına çekilerek denge kararlılığı artırılır.
    • B) Sırık cambazın sadece toplam kütlesini artırarak yerçekimi ivmesini azaltır.
    • C) Sırık sayesinde cambaza etki eden net kaldırma kuvveti maksimum düzeye ulaşır.
    • D) Sırık cambazın ağırlık merkezini yukarı taşıyarak dönme torkunu sıfırlar.
    • E) Sırık cambazın havayla temas eden yüzey alanını azaltarak rüzgar direncini düşürür.

15. Bir tırın virajlarda savrulup devrilmesini önlemek amacıyla mühendisler kargo yükleme planı hazırlamaktadır. Güvenli bir sürüş için toplanan verilere dayanarak, yüklerin tır dorsesine yerleştirilme stratejisi nasıl olmalıdır?

    • A) Ağır yükler alt kısma yerleştirilerek toplam kütle merkezinin yere yakın olması sağlanmalıdır.
    • B) Hafif yükler en alta, ağır yükler ise tavan kısmına homojen dağıtılmalıdır.
    • C) Yüklerin kütle merkezi tırın sağ ya da sol yan duvarlarına yakın tutulmalıdır.
    • D) Tırın dengesi için sadece toplam yük miktarının azaltılması yeterlidir.
    • E) Kütle merkezinin yüksekliği viraj güvenliğini etkileyen bir parametre değildir.

16. Düzgün, türdeş kare levhadan dairesel bir parça kesilerek çıkartıldığında levhanın kütle merkezinin kayma miktarı ölçülmüştür. Bu deneye ait veri setleri incelendiğinde, kütle merkezinin yer değiştirmesini belirleyen temel değişken aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Levhanın ortamdaki sıcaklık değişim katsayısı
    • B) Çıkarılan parçanın kütlesi ve bu parçanın orijinal kütle merkezine olan uzaklığı
    • C) Levhanın toplam yüzey alanının dairesel parçanın yarıçapına oranı
    • D) Deneyin yapıldığı laboratuvarın yerçekimi ivmesi
    • E) Kare levhanın sadece çevre uzunluğu ve kalınlığı

17. Bir simülasyon uygulamasında özdeş küplerle oluşturulmuş farklı şekillerdeki blokların yatay zemin üzerindeki dengeleri incelenmektedir. Blokların devrilmeden dengede kalabilmesi için simülasyondan elde edilen hangi temel veri seti doğrudan kanıt olarak sunulmalıdır?

    • A) Bloğun toplam kütle miktarının büyüklüğü
    • B) Toplam ağırlık kuvvetinin yatay bileşenlerinin sıfır olması
    • C) Bloğun taban alanının çevre uzunluğunun değeri
    • D) Ağırlık merkezinden geçen düşey doğrultunun taban alanının sınırları içinden geçmesi
    • E) Küplerin birbirine uyguladığı etki-tepki kuvvetlerinin büyüklüğü

18. Laboratuvarda homojen olmayan bir levhanın kütle merkezini belirlemek isteyen öğrenciler, levhayı farklı iki noktadan iplerle asarak denge durumlarını gözlemliyorlar. Bu deneyde toplanan verilerin bilimsel bir kanıta dönüşmesi için asılan iplerin uzantılarının kesişim noktası bize hangi bilgiyi verir?

    • A) Levhanın en ağır olan uç noktasını gösterir.
    • B) Levhanın sadece geometrik merkezini gösterir.
    • C) Levhanın kütle merkezinin yerini tam olarak verir.
    • D) Levhanın toplam hacminin odaklandığı noktayı verir.
    • E) İplerdeki gerilme kuvvetlerinin toplamının sıfır olduğu noktayı gösterir.

19. Bir grup öğrenci, Dünya'nın çekim ivmesinin yüksekliğe bağlı değişimini göz önüne alarak dikey doğrultuda gökdelen gibi çok yüksek bir yapının kütle ve ağırlık merkezlerinin konumunu araştırmaktadır. Topladıkları verileri analiz eden öğrenciler, bu iki merkezin konum farkı hakkında nasıl bir çıkarım yapmalıdır?

    • A) Ağırlık merkezi, çekim ivmesi yukarı doğru azaldığı için kütle merkezinin daha aşağısındadır.
    • B) Kütle ve ağırlık merkezleri her durumda aynı noktada çakışır.
    • C) Ağırlık merkezi, üst katlardaki kütle çekimi daha fazla olduğu için kütle merkezinin yukarısındadır.
    • D) Yapının kütle dağılımı homojen ise ağırlık merkezi kütle merkezinin tam üzerindedir.
    • E) Çekim ivmesinin değişimi kütle ve ağırlık merkezlerinin dikey konumunu etkilemez.

20. Gökyüzü gözlemleri ve hassas mühendislik projelerinde yerçekimi ivmesinin (g) yükseklikle değiştiği bilinmektedir. Bir grup öğrenci, Dünya yüzeyinden kilometrelerce yukarıya doğru uzanan aşırı yüksek gökdelenlerin kütle merkezi ile ağırlık merkezi arasındaki ilişkiyi verilerle tartışıyor. Bu iki merkezin konumları arasındaki farka yönelik aşağıdaki iddialardan hangisi bilimsel verilere dayalı en güçlü açıklamadır?

    • A) Kütle merkezi yerçekimine bağlı olmadığından, ağırlık merkezine göre her zaman Dünya'nın merkezine daha yakındır.
    • B) Gökdelenin üst katlarında yerçekimi ivmesi azaldığı için ağırlık merkezi, kütle merkezinin daha aşağısında yer alır.
    • C) Gökdelenin toplam kütlesi sabit kaldığından, her iki merkezin konumu yükseklik arttıkça üst katlara doğru eşit miktarda kayar.
    • D) Yerçekimi ivmesi yukarıya doğru arttığı için ağırlık merkezi binanın geometrik merkezinin yukarısında konumlanır.
    • E) Atmosfer basıncının azalması nedeniyle kütle merkezi, ağırlık merkezinden daha aşağıda bir noktada ölçülür.

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.