Enerjinin Korunumu Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

Sorular

1. Bir asansör güvenlik sistemi testinde, m kütleli asansör kabini serbest düşüşe geçtiğinde acil durum mekanik frenleri devreye girerek kabini sabitlemeye çalışıyor. Kabin h yüksekliğinden serbest düştükten sonra f frene basma mesafesinde durduğuna göre, frenlerin uyguladığı ortalama sürtünme kuvvetinin (F_s) ifadesi hangisidir? (Hava direnci önemsizdir)

   • A) F_s = mg(h + f) / f
   • B) F_s = mgh / f
   • C) F_s = mg(h - f) / f
   • D) F_s = mgf / (h + f)
   • E) F_s = mgh / (h + f)
2. 

   Düşey kesiti verilen sürtünmesiz yolda, sıkıştırılmış bir yayın önünden serbest bırakılan m kütleli cisim dairesel rayın en üst noktası olan T'den raydan düşmeden ancak geçebiliyor. Buna göre, T noktasında cismin kinetik enerjisinin yer çekimi potansiyel enerjisine oranı kaç olur? (Dairesel rayın yarıçapı r'dir, yer seviyesi rayın en alt noktasıdır)

   • A) 1/4
   • B) 1/2
   • C) 1
   • D) 2
   • E) 4

3. Bir grup öğrenci, rüzgar türbinlerinin enerji üretim mekanizmasını analiz ederken rüzgarın sahip olduğu kinetik enerjinin jeneratör vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüşüm oranını hesaplamak istiyor. Fiziksel yasalar ve enerjinin korunumu dikkate alındığında, havanın tüm kinetik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülememesinin temel nedeni ne olabilir?

   • A) Türbin kanatlarının havayı tamamen durdurması durumunda arkadan gelen havanın tahliye olamayarak akışı kesintiye uğratacak olması.
   • B) Rüzgarın kütlesinin elektrik jeneratöründe doğrudan sıfırlanamaması.
   • C) Türbinde oluşan sürtünme kuvvetlerinin rüzgarın potansiyel enerjisini yok etmesi.
   • D) Rüzgar hızının türbine çarptıktan sonra ışık hızına yaklaşarak kütle kaybına yol açması.
   • E) Havanın yoğunluğunun elektrik akımına karşı yalıtkanlık oluşturması.

4. Görseldeki yaylı sistemde, sürtünmesiz düzlemde m kütleli bir blok x kadar sıkıştırılmış k yay sabitlemeli yayın önüne konup serbest bırakılıyor. Blok yayı terk ettikten sonra karşıdaki h yüksekliğindeki sürtünmesiz tepeye ulaştığında hızı v oluyor. v hızının büyüklüğünü veren bağıntı aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) v = √[ (kx² / m) - 2gh ]
   • B) v = √[ (kx² / m) + 2gh ]
   • C) v = √[ (2kx² / m) - gh ]
   • D) v = √[ (kx² / 2m) - gh ]
   • E) v = √[ kx² / (m · gh) ]

5. Sürtünmeli bir eğik düzlemde m kütleli kutu serbest bırakıldığında v sabit hızıyla aşağıya doğru kaymaktadır. Kutu h kadar dikey aşağı indiğinde, sürtünme kuvvetinin yaptığı iş (W_s) kaç mgh olur?

   • A) 0
   • B) 0,5
   • C) 1
   • D) 2
   • E) v'ye bağlı olarak değişir

6. Hava sürtünmesinin sabit ve önemsiz olmadığı bir ortamda, çok yüksekten serbest bırakılan yağmur damlası bir süre sonra limit hıza ulaşarak sabit hızla yere iner. Yağmur damlası limit hıza ulaştıktan sonraki hareketinde mekanik enerjisinin değişimi için hangisi söylenebilir?

   • A) Kinetik enerjisi sürekli arttığı için mekanik enerjisi artar.
   • B) Hızı sabit olduğundan kinetik enerjisi değişmez, potansiyel enerjisi azaldığından mekanik enerjisi azalır.
   • C) Yer çekimi kuvveti iş yapmadığından mekanik enerjisi sabit kalır.
   • D) Isıya dönüşen enerji kinetik enerjiye eşit olduğundan mekanik enerji korunur.
   • E) Yağmur damlasının kütlesi buharlaşma nedeniyle azaldığından mekanik enerjisi artar.

7. Bir hız treni (roller coaster) tasarlayan mühendis grubu, sürtünmeleri ihmal edilebilecek kadar küçük olan rayda trenin ilk tepeden aşağı inip ikinci tepeyi aşmasını istiyor. İkinci tepenin yüksekliğinin aşılabilmesi için temel fiziksel koşul ne olmalıdır?

   • A) Trenin kütlesinin yolcularla birlikte maksimum seviyede tutulması gerekir.
   • B) İkinci tepenin yüksekliği, trenin ilk serbest bırakıldığı yüksekliğe eşit ya da ondan küçük olmalıdır.
   • C) Trenin tekerlek sayısı artırılarak rayla temas yüzeyi azaltılmalıdır.
   • D) İlk tepenin eğimi kesinlikle ikinci tepenin eğiminden küçük olmalıdır.
   • E) İkinci tepeye yaklaşırken trene dışarıdan ekstra bir itme kuvveti uygulanmalıdır.

8. Enerji dönüşümü animasyonunda, sarkaç en uç noktadan bırakıldığında denge konumundan geçerken kinetik enerjisinin maksimum, uç noktalarda ise sıfır olduğu gözleniyor. Sarkaç ipinin uzunluğu iki katına çıkarılarak deney tekrarlandığında ilk duruma göre hangisi gerçekleşir?

   • A) Denge konumundaki maksimum hızı değişmez.
   • B) Enerji dönüşüm hızı ve periyodu değiştiği için mekanik enerji artık korunmaz.
   • C) Aynı açıdan bırakılırsa, düşey olarak daha çok alçalacağı için denge konumundaki maksimum hızı artar.
   • D) Sarkaç küresinin kütlesi artmış gibi davranarak toplam enerjiyi azaltır.
   • E) İp uzadığı için uç noktalardaki potansiyel enerji tamamen ısıya dönüşür.
9. 

   Şekildeki sürtünmesiz düşey kesiti verilen eğik düzlemin K noktasından v hızıyla fırlatılan m kütleli cisim L noktasına kadar çıkıp duruyor. Cismin L noktasına çıkış yüksekliği olan h'ı artırmak için hangisi tek başına yapılabilir?

   • A) Cismin kütlesini (m) artırmak
   • B) Cismin fırlatılma hızını (v) artırmak
   • C) Yer çekimi ivmesi (g) daha büyük bir gezegende deneyi tekrarlamak
   • D) Eğik düzlemin yatayla yaptığı açıyı (α) artırmak
   • E) Cismin kütlesini (m) azaltarak fırlatılma hızını azaltmak

10. Mühendisler, bir metro istasyonunda trenlerin dururken enerji tasarrufu yapmasını sağlamak için istasyon girişlerini hafif rampalı yukarı doğru tasarlamışlardır. Bu tasarımın enerji dönüşümü ve korunumu ilkeleriyle ilişkisi hangi seçenekte en doğru gerekçelendirilmiştir?

    • A) Tren yukarı çıkarken sürtünme kuvveti sıfıra inerek fren balatalarını korur.
    • B) Tren rampa yukarı çıkarken kazandığı yer çekimi potansiyel enerjisini istasyondan kalkarken tekrar kinetik enerjiye dönüştürerek kalkış enerjisinden tasarruf sağlar.
    • C) Yukarı doğru eğim sayesinde trenin kütlesi azalarak daha hızlı durması sağlanır.
    • D) Rampa sayesinde yer çekimi ivmesi tersine dönerek trene motor kuvveti uygular.
    • E) Bu tasarım sadece trenin mekanik enerjisini yok etmek amacıyla planlanmıştır.

11. Bir simülasyonda eğik düzlemin en üst noktasından bırakılan bloğun aşağı inerken kinetik, potansiyel ve termal (ısı) enerjilerinin zamana bağlı tablosu aşağıdaki gibi kaydedilmiştir: Tablo: t=0 s → E_pot=100J, E_kin=0J, E_termal=0J t=2 s → E_pot=40J, E_kin=35J, E_termal=25J Bu verilere göre sistem hakkında yapılabilecek en doğru çıkarım hangisidir?

    • A) Toplam mekanik enerji hareket boyunca korunmuştur.
    • B) Eğik düzlem sürtünmesizdir.
    • C) Kaybolan potansiyel enerjinin tamamı kinetik enerjiye dönüşmüştür.
    • D) Sürtünme kuvveti nedeniyle mekanik enerji ısıya dönüşerek azalmıştır.
    • E) Cismin kütlesi zamanla azaldığı için toplam enerji korunmamıştır.

12. Sürtünmeli yatay bir yolda duran kutu, sabit bir kuvvetle çekilerek hızlandırılıyor. Kutunun mekanik enerjisindeki değişim miktarı aşağıdakilerin hangisine kesinlikle eşittir?

    • A) Uygulanan dış kuvvetin yaptığı toplam işe
    • B) Dış kuvvetin yaptığı iş ile sürtünmeye harcanan enerjinin farkına
    • C) Sadece sürtünme kuvvetinin yaptığı ısı enerjisi dönüşümüne
    • D) Kutunun kazandığı yer çekimi potansiyel enerjisine
    • E) Kutunun kinetik enerjisi ile yer çekimi potansiyel enerjisinin toplamına

13. Görseldeki sürtünmesiz ray sisteminin K noktasından serbest bırakılan cismin L noktasındaki hızı v olarak ölçülüyor. Cismin M noktasından geçerken kinetik enerjisini bulmak için hangisinin bilinmesi zorunlu değildir?

    • A) L noktasındaki hızı (v)
    • B) Cismin hareket ettiği ortamın yer çekimi ivmesi (g)
    • C) K ve M noktalarının yer seviyesinden olan yükseklikleri
    • D) Cismin K noktasından M noktasına ulaşma süresi
    • E) Hareket eden cismin kütlesi (m)

14. Sürtünmesiz dikey bir yay, sıkıştırılıp üzerine bir cisim konulduktan sonra serbest bırakılıyor. Cismin yaydan ayrılıp maksimum yüksekliğe ulaşma sürecinde gerçekleşen enerji dönüşüm sıralaması aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

    • A) Esneklik potansiyel enerjisi → Kinetik enerji → Yer çekimi potansiyel enerjisi
    • B) Yer çekimi potansiyel enerjisi → Esneklik potansiyel enerjisi → Kinetik enerji
    • C) Kinetik enerji → Esneklik potansiyel enerjisi → Isı enerjisi
    • D) Esneklik potansiyel enerjisi → Yer çekimi potansiyel enerjisi → Isı enerjisi
    • E) Yer çekimi potansiyel enerjisi → Kinetik enerji → Isı enerjisi

15. Bir fizik laboratuvarında sürtünmesiz bir eğik düzlemin tepesinden serbest bırakılan kutunun hareketi incelenmektedir. Öğrencinin bu olaydaki enerji dönüşümüyle ilgili defterine alacağı en doğru not aşağıdakilerden hangisidir?

    • A) Eğik düzlem boyunca kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşür.
    • B) Isı enerjisi sürekli artarak kutuyu yavaşlatır.
    • C) Sistemin toplam enerjisi hareket boyunca sürekli azalmaktadır.
    • D) Potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşürken mekanik enerji sabit kalır.
    • E) Kutu aşağı indikçe kinetik ve potansiyel enerji toplamı sürekli artar.

16. Sürtünmesiz bir ray sisteminin tepesinden serbest bırakılan oyuncak bir araba, en alt noktaya indiğinde potansiyel enerjisinin tamamını kinetik enerjiye dönüştürür. Buna göre, araba aşağı inerken mekanik enerjinin değişimi hakkında ne söylenebilir?

    • A) Kinetik enerji arttığı için mekanik enerji de artar.
    • B) Potansiyel enerji azaldığı için mekanik enerji azalır.
    • C) Sürtünme olmadığı için mekanik enerji korunur ve sabit kalır.
    • D) Mekanik enerji önce artar, sonra en alt noktada sıfır olur.
    • E) Araba hızlandığı için mekanik enerji sürekli dalgalanır.

17. Bir mühendis, sürtünmeli bir yüzeyde kayan bloğun kinetik enerjisini (Ek), potansiyel enerjisini (Ep) ve sürtünmeden dolayı açığa çıkan ısı enerjisini (Eısı) zaman grafiğinde analiz ediyor. Bu enerji dönüşümünü tanımlayan matematiksel model aşağıdakilerden hangisi gibi yazılırsa enerjinin korunumu yasasına tam uyum sağlar? (Eilk: İlk mekanik enerji, Eson: Son mekanik enerji)

    • A) Eilk = Eson + Eısı
    • B) Eilk + Eson = Eısı
    • C) Eson = Eilk + Eısı
    • D) Eilk - Eson = Ep + Ek
    • E) Eson - Eilk = Eısı

18. Bir eğik düzlem simülasyonunda, serbest bırakılan kutunun kinetik enerji-zaman grafiği incelendiğinde kinetik enerjinin artış hızının, yer çekimi potansiyel enerjisindeki azalış hızından daha düşük olduğu gözlemleniyor. Sistemde enerji korunumu ilkesinin geçerli olduğu bilindiğine göre, gözlemlenen bu farkın nedeni aşağıdakilerden hangisiyle açıklanabilir?

    • A) Eğik düzlemin eğim açısının hareket boyunca sürekli olarak artmasıyla.
    • B) Kutuya etki eden yer çekimi ivmesinin hareket yönünde sürekli değişmesiyle.
    • C) Kutunun kütlesinin hareket süresince doğrusal olarak artış göstermesiyle.
    • D) Mekanik enerjinin bir kısmının sürtünme nedeniyle iç enerjiye (ısıya) dönüşmesiyle.
    • E) Kutunun ulaştığı maksimum hız sınırının fiziksel olarak aşılmasının imkansız olmasıyla.

19. Sürtünmesiz bir kaykay pistinin en üst noktasından harekete başlayan bir sporcu, pistin en alt noktasına ulaştığında kinetik enerjisinin maksimum değere ulaştığını gözlemliyor. Bu sporcunun hareketi süresince mekanik enerjisinin korunduğunu iddia eden bir fizikçinin, bu iddiasını kanıtlamak için aşağıdakilerden hangisini doğrudan veri olarak sunması gerekir?

    • A) Sporcunun her an sahip olduğu çizgisel süratinin sabit kaldığını göstermek.
    • B) Herhangi bir andaki potansiyel enerji kaybının, aynı andaki kinetik enerji artışına eşit olduğunu göstermek.
    • C) Sporcunun kütlesinin hareket boyunca değişmediğini kanıtlamak.
    • D) Pistin sporcuya uyguladığı normal kuvvetinin her noktada aynı kaldığını ölçmek.
    • E) Sporcunun alt noktaya ulaşma süresinin pistin uzunluğundan bağımsız olduğunu ispatlamak.

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.