Soru 1
- Sporcunun parkurda maksimum yükseklikten minimun yüksekliğe doğru yaptığı harekette kinetik, potansiyel ve mekanik enerjileri ile hızındaki değişimleri açıklayınız.
Örnek cevap / çözüm yolu
Sporcu maksimum yükseklikten minimum yüksekliğe doğru hareket ederken:
- Potansiyel Enerji (E_p): Yükseklik (h) azaldığı için yer çekimi potansiyel enerjisi azalır.
- Kinetik Enerji (E_k): Kaybedilen potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüştüğü için kinetik enerji artar.
- Hız (v): Kinetik enerji arttığından sporcunun sürati/hızı artar.
- Mekanik Enerji (E_m): Sürtünmesiz ortamda kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamı (E_m = E_p + E_k) sabit kalır, yani mekanik enerji değişmez.
Soru 2
- Sporcunun kütlesi artırıldığında potansiyel ve kinetik enerjilerinde ne gibi değişiklikler olmuştur?
Örnek cevap / çözüm yolu
Potansiyel enerji E_p = m \cdot g \cdot h ve kinetik enerji E_k = \frac{1}{2}m \cdot v^2 formülleri ile ifade edilir.
- Sporcunun kütlesi (m) artırıldığında, aynı yükseklikteki potansiyel enerjisi kütle ile doğru orantılı olarak artar.
- Aynı hız değerindeki kinetik enerjisi de kütle ile doğru orantılı olarak artar.
- Kütle değişimi hız ve yükseklik değerlerini etkilemez ancak enerjilerin sayısal büyüklüklerini artırır.
Soru 3
- Simülasyondaki enerji değişimleri ile ilgili çıkarımlarınızdan yararlanarak kinetik ve potansiyel enerji değişimleri ile mekanik enerjinin korunumuna yönelik matematiksel ilişkiyi belirleyiniz.
Örnek cevap / çözüm yolu
Sürtünmesiz bir sistemde potansiyel enerjideki azalma miktarı (\Delta E_p), kinetik enerjideki artış miktarına (\Delta E_k) eşittir:
\Delta E_k = -\Delta E_p
Buradan mekanik enerjinin korunumu matematiksel olarak şu şekilde yazılır:
E_{m, ilk} = E_{m, son}
E_{p1} + E_{k1} = E_{p2} + E_{k2}
\Delta E_m = \Delta E_p + \Delta E_k = 0
Sürtünmesiz ortamda toplam mekanik enerji hareket boyunca sabit kalır.
Soru 4
- Parkurun sürtünmeli olduğu durumda sporcunun hareketini, mekanik ve toplam enerjisini arkadaşlarınızla tartışarak yorumlayınız. Ortak fikrinizi yazınız.
Örnek cevap / çözüm yolu
Sürtünmeli ortamda gerçekleşen harekette:
- Hareket: Sürtünme kuvveti harekete zıt yönde iş yapacağından mekanik enerji ısı enerjisine dönüşür. Sporcu her salınımda daha az yüksekliğe ulaşır ve bir süre sonra durur.
- Mekanik Enerji (E_m): Mekanik enerjinin bir kısmı ısıya dönüştüğü için mekanik enerji zamanla azalır.
- Toplam Enerji: Enerjinin korunumu kanunu gereği toplam enerji (Mekanik Enerji + Isı Enerjisi) sabit kalır, değişmez.
Soru 5
- Günlük hayattan bir örnek seçerek mekanik enerji ile ilgili kavramları ve bu kavramlar arasındaki ilişkiyi gösteren bir bilgi görseli hazırlayınız.
Örnek cevap / çözüm yolu
Örnek Konu: Hız Treni (Roller Coaster)
- En Yüksek Nokta: Tren tepe noktadayken yükseklik maksimum olduğundan potansiyel enerji (E_p) maksimum, hız ve kinetik enerji (E_k) minimumdur.
- İniş Süreci: Tren aşağı doğru inerken potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür; hız ve kinetik enerji artarken potansiyel enerji azalır.
- En Alt Nokta: Yükseklik en az olduğundan potansiyel enerji minimum, hız ve kinetik enerji maksimumdur.
- Görsel Tasarımı: Ray hattı üzerinde tepe ve dip noktalar çizilerek bu noktalara E_p, E_k ve v vektör/büyüklük okları eklenir; sürtünmesiz kabulde E_m = E_p + E_k eşitliğinin korunduğu şematik olarak gösterilir.
Kitapta kolayca gezin
← Önceki sayfa: 156 · 
Fizik Ders Kitabı cevapları · Sonraki sayfa: 158 →