Enerji

1. Yukarıda iş bağıntısı verilmiştir. Bu bağıntının geçerli olması için kuvvet ile yer değiştirme arasındaki koşul sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

W = F × x

• A) Kuvvet ile yer değiştirme aynı doğrultuda olmalıdır.
• B) Kuvvet dik olmalıdır.
• C) Yer değiştirme sıfır olmalıdır.
• D) Kuvvet sıfır olmalıdır.
• E) Koşul yoktur.

Doğru cevap: A — W = F × x bağıntısı ancak kuvvet ile yer değiştirme aynı doğrultudaysa bu biçimde kullanılır.

1. Fizikte iş, kuvvetin yer değiştirme DOĞRULTUSUNDAKİ bileşeniyle hesaplanır.
2. Kuvvet ile yer değiştirme aynı doğrultudaysa bileşen kuvvetin kendisidir ve bağıntı W = F × x olur.
3. Aralarında açı varsa yalnız o doğrultudaki bileşen iş yapar; dik olduklarında bileşen sıfırdır ve iş de sıfır olur.
4. Denetleyelim: çantayı elde taşıyıp yatay yürümek buna örnek — kuvvet yukarı, yer değiştirme yatay, iş sıfır ✓.

2. Yukarıda bir kuvvet ve yer değiştirme verilmiştir. Yapılan iş sorulmaktadır. Buna göre iş kaç joule'dür?

F = 40 N, x = 6 m, kuvvet yerdeğiştirmeyle aynı yönde

• A) 46
• B) 240
• C) 6,7
• D) 34
• E) 120

Doğru cevap: B — Kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde olduğuna göre W = F × x = 40 × 6 = 240 J.

1. Bağıntıyı seçelim: kuvvet ile yer değiştirme aynı yönde olduğu için doğrudan W = F × x kullanılabilir.
2. Verilenleri yerine koyalım: F = 40 N, x = 6 m.
3. W = 40 × 6 = 240 joule.
4. Denetleyelim: birim de tutmalı — newton × metre = joule ✓.

3. Yukarıdaki durumda taşıma kuvvetinin yaptığı iş sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?

• A) Çantanın ağırlığına eşittir.
• B) Çok büyüktür.
• C) Sıfırdır; kuvvet düşey, yer değiştirme yataydır.
• D) Yolun uzunluğuna eşittir.
• E) Hesaplanamaz.

Doğru cevap: C — Kuvvet düşey, yer değiştirme yatay olduğuna göre aralarındaki açı 90°’dir ve iş sıfırdır.

1. Taşıma kuvveti çantayı düşürmemek için YUKARI doğrudur.
2. Kişi yatay yolda ilerlediğine göre yer değiştirme YATAYDIR.
3. Kuvvet ile yer değiştirme birbirine dik; kuvvetin yer değiştirme doğrultusundaki bileşeni sıfır, dolayısıyla iş de sıfır.
4. Denetleyelim: çantayı yukarı KALDIRSAYDI kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde olur ve iş yapılırdı ✓.

4. Yukarıda yapılan iş ve geçen süre verilmiştir. Gücün değeri sorulmaktadır. Buna göre güç kaç watt'tır?

W = 900 J, t = 30 s

• A) 870
• B) 930
• C) 27.000
• D) 30
• E) 3

Doğru cevap: D — Güç, işin zamana oranıdır: P = 900 ÷ 30 = 30 W.

1. Güç, birim zamanda yapılan iştir: P = W ÷ t.
2. Verilenleri yerine koyalım: W = 900 J, t = 30 s.
3. P = 900 ÷ 30 = 30 watt.
4. Denetleyelim: 30 W güçle 30 saniyede 30 × 30 = 900 J iş yapılır ✓. Başlangıçtaki değere döndük.

5. Yukarıda kinetik enerji bağıntısı ve veriler verilmiştir. Cismin kinetik enerjisi sorulmaktadır. Buna göre bu değer kaç joule'dür?

Eₖ = ½ × m × v², m = 4 kg, v = 5 m/s

• A) 25
• B) 20
• C) 100
• D) 10
• E) 50

Doğru cevap: E — Bağıntıya değerler konur: Eₖ = ½ × 4 × 5² = 0,5 × 4 × 25 = 50 J.

1. İşlem sırasına dikkat: önce hızın karesi alınır, sonra çarpımlar yapılır.
2. v² = 5² = 25.
3. ½ × 4 = 2 ve 2 × 25 = 50 joule.
4. Denetleyelim: hız yerine kütle iki katına çıksaydı enerji de iki katına çıkardı; ama hız kare ile girdiği için etkisi daha güçlü ✓.

6. Tabloda hız ile kinetik enerji ilişkisi verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bağıntıdaki hız karesi dikkate alındığında bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) 4E
• B) 2E
• C) E
• D) E/2
• E) 8E

Doğru cevap: A — Kinetik enerji hızın karesiyle orantılıdır; hız iki katına çıkarsa enerji dört katına çıkar: 4E.

1. Bağıntı Eₖ = ½ m v² ve hız KARE olarak giriyor; bu, ilişkinin doğrusal olmadığı anlamına gelir.
2. Hız yerine 2v yazalım: (2v)² = 4v².
3. Öteki çarpanlar değişmediğine göre enerji 4 katına çıkar: 4E.
4. Denetleyelim: sayıyla deneyelim — m = 2, v = 3 için E = 9; v = 6 için E = 36, yani tam dört katı ✓.

7. Yukarıda çekim potansiyel enerjisi bağıntısı ve veriler verilmiştir. Cismin potansiyel enerjisi sorulmaktadır. Buna göre bu değer kaç joule'dür?

Eₚ = m × g × h, m = 3 kg, g = 10 N/kg, h = 8 m

• A) 21
• B) 240
• C) 80
• D) 30
• E) 120

Doğru cevap: B — Bağıntıya değerler konur: Eₚ = 3 × 10 × 8 = 240 J.

1. Çekim potansiyel enerjisi kütle, çekim ivmesi ve yüksekliğin çarpımıdır: Eₚ = m × g × h.
2. Önce iki çarpanı alalım: 3 × 10 = 30.
3. 30 × 8 = 240 joule.
4. Denetleyelim: yükseklik iki katına çıksaydı enerji de iki katına çıkardı — burada bağlılık doğrusal, kinetik enerjideki gibi karesel değil ✓.

8. Tabloda potansiyel enerji türleri verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan bilgi hangisidir?

• A) Hız ve zaman
• B) Kütle ve yükseklik
• C) Yay sabiti ve uzanım miktarı
• D) Sıcaklık ve basınç
• E) Yalnızca kütle

Doğru cevap: C — Esneklik potansiyel enerjisi yayın sertliğine ve ne kadar gerildiğine bağlıdır: yay sabiti ve uzanım.

1. Tablo iki potansiyel enerji türünü karşılaştırıyor.
2. Çekim potansiyel enerjisi cismin konumundan gelir; kütle ve yüksekliğe bağlıdır.
3. Esneklik potansiyel enerjisi ise yayın gerilmesinden gelir: yay ne kadar sertse (yay sabiti) ve ne kadar gerilmişse (uzanım) enerji o kadar büyüktür.
4. Denetleyelim: gerilmemiş bir yayda uzanım sıfırdır ve depolanan enerji de sıfır olur ✓.

9. Yukarıda mekanik enerji tanımı verilmiştir. Sürtünmenin ihmal edildiği bir hareket için bu enerjinin durumu sorulmaktadır. Buna göre istenen değer hangisidir?

Mekanik enerji = kinetik enerji + potansiyel enerji

• A) Sıfır olur.
• B) Sürekli artar.
• C) Sürekli azalır.
• D) Toplam sabit kalır; türler arasında dönüşüm olur.
• E) Yalnızca kinetik enerji kalır.

Doğru cevap: D — Sürtünmesiz ortamda mekanik enerji korunur; toplam sabit kalır, türler birbirine dönüşür.

1. Mekanik enerji kinetik ve potansiyel enerjinin toplamıdır.
2. Sürtünme yoksa dışarıya ısı biçiminde enerji kaybı olmaz; toplam değişemez.
3. Ama türler arasında dönüşüm serbesttir: cisim alçalırken potansiyel azalır, hız arttığı için kinetik aynı miktarda artar. Toplam sabit kalır.
4. Denetleyelim: tepede 400 J potansiyel + 0 J kinetik, yarı yolda 200 J + 200 J, yerde 0 J + 400 J — üçünde de toplam 400 J ✓.

10. Şemada serbest düşen bir cismin enerji değişimi verilmiş, son basamak boş bırakılmıştır. Bu boşluğa gelmesi gereken ifade hangisidir?

• A) Enerji yok olur
• B) İki enerji de sıfırdır
• C) Potansiyel enerji en büyüktür
• D) Kinetik enerji sıfırdır
• E) Kinetik enerji en büyük, potansiyel enerji en küçüktür

Doğru cevap: E — Yere değerken yükseklik sıfırlanır: kinetik enerji en büyük, potansiyel enerji en küçüktür.

1. Şema serbest düşüşü basamak basamak veriyor.
2. Yükseklik azaldıkça potansiyel enerji azalıyor; kaybolan enerji yok olmuyor, kinetiğe dönüşüyor.
3. Yere değerken yükseklik sıfır olduğuna göre potansiyel enerji en küçük, buna karşılık hız en büyük olduğu için kinetik enerji en büyüktür.
4. Denetleyelim: toplam sabit kalmalı — başta hepsi potansiyeldi, sonda hepsi kinetik oldu ✓.

11. Tabloda sürtünmesiz bir hareketin enerji değerleri verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Mekanik enerjinin korunumuna göre bu boşluğa gelmesi gereken değer hangisidir?

• A) 200 J
• B) 400 J
• C) 0 J
• D) 600 J
• E) 100 J

Doğru cevap: A — Toplam 400 J sabit kaldığına göre potansiyel 200 J iken kinetik de 200 J olur.

1. Tepedeki değerlerden toplam mekanik enerjiyi bulalım: 400 J potansiyel + 0 J kinetik = 400 J.
2. Sürtünme yoksa bu toplam her konumda aynı kalır.
3. Yarı yolda potansiyel 200 J verilmiş; kinetik = 400 − 200 = 200 J.
4. Denetleyelim: yarı yükseklikte potansiyel enerjinin de yarıya inmesi beklenir ve tabloda öyle ✓.

12. Yukarıdaki durumda kinetik enerjinin dönüştüğü enerji türü sorulmaktadır. Buna göre hangi seçenek doğrudur?

• A) Yok olur.
• B) Isı enerjisine dönüşür.
• C) Potansiyel enerjiye dönüşür.
• D) Işık enerjisine dönüşür.
• E) Kütleye dönüşür.

Doğru cevap: B — Sürtünme mekanik enerjiyi ısıya çevirir; kinetik enerji yok olmaz, ısı enerjisine dönüşür.

1. Cisim yavaşlıyor, yani kinetik enerjisi azalıyor. Peki nereye gidiyor?
2. Enerji korunum yasasına göre enerji yok olmaz, yalnız biçim değiştirir.
3. Sürtünme kuvveti temas eden yüzeyleri ısıtır; kinetik enerji ısı enerjisine dönüşür.
4. Denetleyelim: elleri birbirine sürtünce ısındığını hissederiz — aynı dönüşüm ✓.

13. Yukarıda bir makinenin enerji verileri verilmiştir. Makinenin verimi sorulmaktadır. Buna göre verim yüzde kaçtır?

Verilen enerji 500 J, yararlı iş 350 J

• A) 150
• B) 30
• C) 70
• D) 85
• E) 35

Doğru cevap: C — Verim, yararlı işin verilen enerjiye oranıdır: 350 ÷ 500 = 0,70 yani %70.

1. Verim bir orandır: makinenin işe çevirebildiği enerjinin, aldığı enerjiye bölümü.
2. Verilenleri koyalım: yararlı iş 350 J, verilen enerji 500 J.
3. 350 ÷ 500 = 0,70. Yüzde olarak %70.
4. Denetleyelim: kalan %30, yani 150 J ısı ve sese dönüşmüş demektir; verim hiçbir zaman %100 olamaz ✓.

14. Tabloda nicelikler ve birimleri eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Bu boşluğu hangi seçenek tamamlar?

• A) pascal
• B) joule
• C) newton
• D) watt
• E) kelvin

Doğru cevap: D — Güç işin zamana oranıdır; birimi joule/saniye, yani watt’tır.

1. Bir niceliğin birimini bulmak için tanımına bakılır.
2. Güç = iş ÷ zaman. İşin birimi joule, zamanın birimi saniye.
3. Öyleyse gücün birimi J/s olur ve bu birime watt adı verilmiştir.
4. Denetleyelim: 1 watt, saniyede 1 joule iş yapmak demektir ✓.

15. Kartlarda dört enerji kaynağı verilmiştir. Bu kaynaklardan yalnızca biri yenilenemez niteliktedir. Kartlara göre bu kaynak hangisidir?

• A) Hiçbiri
• B) Güneş
• C) Rüzgâr
• D) Jeotermal
• E) Kömür

Doğru cevap: E — Kömür fosil bir yakıttır ve tükenir; güneş, rüzgâr ve jeotermal yenilenebilir kaynaklardır.

1. Yenilenebilirliğin ölçütü şu: kaynak, kullanım hızıyla karşılaştırılabilir bir sürede yeniden oluşuyor mu?
2. Güneş ve rüzgâr sürekli beslenir, jeotermal ısı da yer kabuğundan sürekli gelir.
3. Kömür ise milyonlarca yılda oluşan bir fosil yakıt; kullanım hızıyla yenilenemez, tükenir.
4. Denetleyelim: petrol ve doğal gaz da aynı sınıfta — hepsi fosil kaynak ✓.

16. Tabloda aygıtlar ve enerji dönüşümleri eşleştirilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tablodaki boşluk nasıl doldurulmalıdır?

• A) Işık → elektrik
• B) Elektrik → ışık
• C) Isı → hareket
• D) Hareket → ısı
• E) Kimyasal → ısı

Doğru cevap: A — Güneş paneli ışık enerjisini elektrik enerjisine çevirir: ışık → elektrik.

1. Tablo aygıtları enerji dönüşümleriyle eşleştiriyor; dönüşüm "giren → çıkan" biçiminde yazılıyor.
2. Güneş paneline giren şey güneş ışığı, yani ışık enerjisi.
3. Panelin ürettiği şey elektrik akımı. Öyleyse dönüşüm ışık → elektrik.
4. Denetleyelim: ilk satırdaki motor bunun tersi bir mantıkla yazılmış — elektrik girer, hareket çıkar ✓.

17. Tabloda sürtünmesiz iki yöntem karşılaştırılmış, biri boş bırakılmıştır. Basit makinelerin özelliği dikkate alındığında boş bırakılan bölüm nasıl yazılmalıdır?

• A) W'den küçük
• B) Yine W; basit makine işten kazandırmaz
• C) W'den büyük
• D) Sıfır
• E) Belirsiz

Doğru cevap: B — Basit makine kuvvetten kazandırır ama yolu uzatır; yapılan iş yine W’dir.

1. Eğik düzlemde cismi yukarı çıkarmak için gereken kuvvet, doğrudan kaldırmaya göre küçüktür.
2. Ama alınan yol uzar: eğik düzlemin uzunluğu, yüksekliğinden fazladır.
3. İş = kuvvet × yol. Kuvvet küçülürken yol aynı oranda uzadığı için ÇARPIM değişmez; iş yine W’dir.
4. Denetleyelim: enerji korunumu da bunu gerektirir — makine enerji yaratamaz, yalnız kuvveti yeniden dağıtır ✓.

18. Tabloda iki kişinin aynı işi farklı sürelerde yaptığı verilmiştir. Güçler karşılaştırılmak istenmektedir. Tabloya göre doğru yargı hangisidir?

• A) Güçler eşittir.
• B) B kişisinin gücü daha büyüktür.
• C) A kişisinin gücü daha büyüktür.
• D) Güç hesaplanamaz.
• E) İş farklıdır.

Doğru cevap: C — Aynı iş daha kısa sürede yapıldığında güç büyüktür: A 60 W, B 30 W.

1. Güç = iş ÷ zaman. İki kişi için ayrı ayrı hesaplayalım.
2. A: 600 ÷ 10 = 60 W.
3. B: 600 ÷ 20 = 30 W. A’nın gücü daha büyük.
4. Denetleyelim: iş ikisinde de aynı; farkı yaratan tek şey SÜRE. Daha kısa sürede aynı işi yapan daha güçlüdür ✓.

19. Yukarıdaki çıkarımda yapılan hata sorulmaktadır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Duvar hareket etmiştir.
• B) Kuvvet uygulanmamıştır.
• C) İş her zaman pozitiftir.
• D) Yer değiştirme olmadığı için fizikteki anlamıyla iş sıfırdır.
• E) Hata yoktur.

Doğru cevap: D — Fizikte iş için kuvvet doğrultusunda yer değiştirme gerekir; duvar hareket etmediğine göre iş sıfırdır.

1. Günlük dilde "iş yapmak" yorulmakla ölçülür; fizikte ise tanım kesindir: W = F × x.
2. Kişi büyük bir kuvvet uyguluyor ama duvar hareket etmiyor, yani x = 0.
3. W = F × 0 = 0. Fizikteki anlamıyla hiç iş yapılmamıştır.
4. Denetleyelim: kaslar yine de enerji harcıyor ve bu enerji ısıya dönüşüyor — yorgunluk buradan geliyor, fiziksel işten değil ✓.

20. Kartlarda bu temanın üç temel düşüncesi verilmiştir. Kartlar birlikte değerlendirildiğinde ulaşılabilecek en kapsayıcı sonuç hangisidir?

• A) Kartlar birbirinden bağımsızdır.
• B) Enerji yok olur.
• C) İş yer değiştirme gerektirmez.
• D) Enerji türleri dönüşmez.
• E) Enerji korunur; türler arasında dönüşür ve sürtünmede bir bölümü ısıya çevrilir.

Doğru cevap: E — Kartlar birlikte enerji korunumunu anlatıyor: enerji dönüşür ve sürtünmede bir bölümü ısıya çevrilir.

1. Üç kartı tek bir yargıda toplamak gerekiyor; aralarındaki bağa bakalım.
2. Birinci kart işin koşulunu veriyor (yer değiştirme), ikinci kart enerjinin türler arasında DÖNÜŞTÜĞÜNÜ söylüyor.
3. Üçüncü kart dönüşümün bir yönünü örnekliyor: sürtünme mekanik enerjiyi ısıya çeviriyor. Üçü birlikte korunum yasasını anlatıyor.
4. Denetleyelim: hiçbir kart enerjinin yok olduğunu söylemiyor; hepsi biçim değiştirmeden söz ediyor ✓.