All practice questions

8734 questions

Question 3341Question

Derinliği her yerde aynı olan bir dalga leğeninde, aynı fazda ve periyodik olarak çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağı dd uzaklığıyla yerleştirilmiştir. Bu kaynaklar λ1\lambda_1 dalga boylu dalgalar üretirken girişim desenindeki bir PP noktası merkez doğrusunun sağındaki 3. düğüm çizgisi üzerinde yer almaktadır. Kaynakların frekansı değiştirilmeden dalga leğenine bir miktar su ilave edildiğinde dalgaların yayılma hızı \%25 oranında artmaktadır. Buna göre, yeni durumda aynı PP noktası merkez doğrusunun sağındaki kaçıncı girişim çizgisi üzerinde yer alır?

Show answer & explanation

Answer: 4

Answer

Yeni durumda P noktası merkez doğrusundan itibaren 4. girişim çizgisi (2. dalga katarı) üzerinde yer alır.
P noktasının başlangıçtaki yol farkı 25λ12{}5\lambda_1 olarak bulunur. Su derinliğinin artmasıyla hızı \%25 artan dalgaların boyu 125λ11{}25\lambda_1 olur. Yol farkı değişmediğinden, yeni dalga boyunun 2 katına (2λ22\lambda_2) eşit olur ve bu da noktayı 2. dalga katarı yapar. Merkez doğrusundan itibaren çizgiler sayıldığında 2. dalga katarı 4. sıraya denk gelir.

Step-by-Step Solution

1
İlk durumda P noktasının yol farkını bulunuz.
ΔS=25λ1\Delta S = 2{}5\lambda_1
P noktası ilk durumda 3. düğüm çizgisi üzerinde olduğu için ΔS=(n05)λ1\Delta S = (n - 0{}5)\lambda_1 formülünden n=3n=3 için yol farkı 25λ12{}5\lambda_1 olur.
2
Su eklenmesi sonrası yeni dalga boyunu hesaplayınız.
λ2=125λ1\lambda_2 = 1{}25\lambda_1
Frekans sabitken dalga hızı \%25 arttığında dalga boyu da aynı oranda artarak 125λ11{}25\lambda_1 olur.
3
P noktasının yeni durumdaki girişim çizgisini belirleyiniz.
2. dalga katarı
Yol farkı değişmediğinden ΔS=25λ1=2λ2\Delta S = 2{}5\lambda_1 = 2\lambda_2 olur. Yol farkı dalga boyunun tam katı olduğu için nokta 2. dalga katarı üzerindedir.
4
Çizgileri merkez doğrusundan itibaren sırayla sayarak kaçıncı sırada olduğunu bulunuz.
4. çizgi
Sıralama 1. düğüm, 1. katar, 2. düğüm, 2. katar şeklinde olduğundan 2. dalga katarı 4. sıradadır.

Key Concept

Su dalgalarında girişim çizgilerinin yol farkı ve dalga boyu ilişkisi ile çizgi sıralaması.
Question 3342Question

Sürtünmelerin ve hava direncinin önemsiz olduğu bir ortamda, boyu LL olan esnemeyen bir ipin ucuna bağlı noktasal cisimle oluşturulan basit sarkaç, düşey konumundan θ\theta açısı (θ<10\theta < 10^\circ) kadar saptırılarak serbest bırakılıyor. Sarkaç küresi, salınım hareketi yaparken düşey denge konumundan ilk kez geçtikten 0,15 s0,15\text{ s} sonra, denge konumundan genliğin yarısı kadar uzaklıktaki bir noktadan ilk kez geçiyor. Buna göre, basit sarkacın ip boyu (LL) kaç metredir? (g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 ve π=3\pi = 3 alınız.)

Show answer & explanation

Answer: 0.9

Answer

Basit sarkacın ip boyu 0,9 metredir.
Denge konumundan genliğin yarısı kadar uzaklığa ulaşma süresi basit harmonik hareketin sinüzoidal doğası gereği T/12T/12'dir. Verilen 0,15 s0,15\text{ s} süre T/12T/12'ye eşitlenerek periyot 1,8 s1,8\text{ s} bulunur. Basit sarkaç periyot formülü olan T=2πLgT = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} ifadesinde g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 ve π=3\pi = 3 değerleri kullanılarak sarkaç ipinin boyu 0,9 m0,9\text{ m} olarak elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Denge konumundan genliğin yarısına ulaşma süresinin periyot (TT) cinsinden değerini belirlemek.
Denge konumundan (x=0x=0) genliğin yarıs��na (x=x0/2x=x_0/2) ulaşma süresi t=T/12t = T/12 olarak bulunur.
Basit harmonik harekette uzanım denklemi x(t)=x0sin(ωt)x(t) = x_0 \sin(\omega t) olup, x0/2=x0sin(ωt)    sin(ωt)=1/2    ωt=π/6x_0/2 = x_0 \sin(\omega t) \implies \sin(\omega t) = 1/2 \implies \omega t = \pi/6 ve ω=2π/T\omega = 2\pi/T yazıldığında t=T/12t = T/12 elde edilir.
2
Hesaplanan ilişkiyi kullanarak sarkacın periyodunu (TT) bulmak.
Sarkacın periyodu T=1,8 sT = 1,8\text{ s} olarak bulunur.
Denge konumundan geçtikten ilk kez genliğin yarısına ulaşma süresi 0,15 s0,15\text{ s} olarak verilmiştir. Buradan T/12=0,15    T=1,8 sT/12 = 0,15 \implies T = 1,8\text{ s} elde edilir.
3
Basit sarkaç periyot formülünü uygulayarak ipin boyunu (LL) hesaplamak.
Sarkacın ip boyu L=0,9 mL = 0,9\text{ m} olarak bulunur.
T=2πLgT = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} formülünde verilen değerler yerine yazıldığında, 1,8=23L10    0,3=L10    0,09=L10    L=0,9 m1,8 = 2 \cdot 3 \cdot \sqrt{\frac{L}{10}} \implies 0,3 = \sqrt{\frac{L}{10}} \implies 0,09 = \frac{L}{10} \implies L = 0,9\text{ m} sonucuna ulaşılır.

Key Concept

Basit sarkacın periyodu ve basit harmonik harekette konum-zaman ilişkisi.
Estimated Time:2m 0s
Question 3343Question

Homojen özkütleye sahip 3R3R yarıçaplı küresel bir gezegenin merkezinden sırasıyla RR, 2R2R, 4R4R ve 6R6R uzaklıktaki K, L, M ve N noktalarında oluşan yerçekimi ivmelerinin büyüklüklerini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Yerçekimi ivmesi büyüklüklerinin doğru sıralaması L > M > K > N şeklindedir.
Yerçekimi ivmesi gezegenin içinde merkezden yüzeye kadar uzaklıkla doğru orantılı olarak artarken, yüzeyden dışarıya doğru uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak azalır. Bu kurallara göre yapılan hesaplamalarda gL=2gxg_L = 2g_x, gM169gxg_M \approx 1{}69g_x, gK=gxg_K = g_x ve gN=075gxg_N = 0{}75g_x büyüklükleri elde edilir. Dolayısıyla büyükten küçüğe doğru sıralama L > M > K > N şeklindedir.

Step-by-Step Solution

1
Gezegenin içindeki (r3Rr \le 3R) noktalar için yerçekimi ivmesi bağıntısının belirlenmesi
Gezegen içinde yerçekimi ivmesi merkezden uzaklıkla doğru orantılıdır (grg \propto r). Merkezden RR uzaklıktaki K noktası için gK=gxg_K = g_x kabul edilirse, 2R2R uzaklıktaki L noktası için gL=2gxg_L = 2g_x olur.
Homojen yoğunluklu bir kürenin içinde, merkezden uzaklaşt��kça çekim kuvvetine katkı sağlayan etkin kütle hacimle (r3r^3) artarken, uzaklığın karesine (r2r^2) bölünmesiyle net çekim ivmesi doğrusal olarak artar.
2
Gezegenin yüzeyindeki (r=3Rr = 3R) yerçekimi ivmesinin iç bölge cinsinden ifade edilmesi
gyu¨zey=g(3R)=3gxg_{yüzey} = g(3R) = 3g_x olur.
İç bölgedeki doğrusal artış eğiliminin gezegen yüzeyindeki (r=3Rr = 3R) sınır değerini belirlemek için.
3
Gezegenin dışındaki (r>3Rr > 3R) noktalar için yerçekimi ivmesi bağıntısının yüzey ivmesiyle ilişkilendirilmesi
Dış noktalarda yerçekimi ivmesi merkezden uzaklığın karesiyle ters orantılıdır (g1/r2g \propto 1/r^2). Yüzeyde g(3R)=GM(3R)2=3gx    GM=27gxR2g(3R) = \frac{GM}{(3R)^2} = 3g_x \implies GM = 27g_x R^2 elde edilir. Buradan dış bölgedeki herhangi bir nokta için ivme formülü g(r)=27gxR2r2g(r) = \frac{27g_x R^2}{r^2} olarak yazılır.
Dış bölgedeki ivme değerlerini, iç bölgede referans aldığımız gxg_x birimiyle doğrudan kıyaslayabilmek için.
4
M ve N noktalarındaki yerçekimi ivmesi değerlerinin hesaplanması
MM noktası (r=4Rr=4R) için: gM=27gxR2(4R)2=2716gx169gxg_M = \frac{27g_x R^2}{(4R)^2} = \frac{27}{16}g_x \approx 1{}69g_x bulunur. NN noktası (r=6Rr=6R) için: gN=27gxR2(6R)2=2736gx=075gxg_N = \frac{27g_x R^2}{(6R)^2} = \frac{27}{36}g_x = 0{}75g_x bulunur.
Dış noktaların konumlarını formülde yerine koyarak ivme büyüklüklerini sayısal oranlara dönüştürmek için.
5
Bulunan tüm değerlerin karşılaştırılarak sıralanması
gL(2gx)>gM(169gx)>gK(1gx)>gN(075gx)g_L (2g_x) > g_M (1{}69g_x) > g_K (1g_x) > g_N (0{}75g_x) olduğundan doğru sıralama L, M, K, N şeklindedir.
Soruda talep edilen büyükten küçüğe sıralama koşulunu gerçekleştirmek için.

Key Concept

Homojen küresel gök cisimlerinin içinde ve dışındaki yerçekimi ivmesinin merkezden uzaklığa bağlı değişimi
Question 3344Question

Kütlesi MM, yarıçapı RR olan homojen, ince bir disk, merkezinden geçen ve disk düzlemine dik eksen etrafında dönmektedir. Bu diskin merkezinden R/2R/2 yarıçaplı dairesel bir kısım kesilip çıkarılıyor.

Buna göre, diskin kalan kısmının aynı dönme eksenine göre eylemsizlik momenti kaç MR2M R^2 olur?
(Homojen, dolu bir diskin merkezinden geçen dik eksene göre eylemsizlik momenti I=12mr2I = \frac{1}{2} m r^2 formülüyle hesaplanır.)

Show answer & explanation

Answer: 1532\frac{15}{32}

Answer

On beş bölü otuz iki olan seçenek doğrudur.
Kalan kısmın eylemsizlik momenti, diskin ilk eylemsizlik momentinden çıkarılan kısmın eylemsizlik momentinin çıkarılmasıyla elde edilir. Alan ve kütle orantısı doğru kurulup çıkarılan parçanın eylemsizlik momenti hesaplandığında sonuç on beş bölü otuz iki çıkar.

Step-by-Step Solution

1
Çıkarılan dairesel kısmın kütlesini belirleme.
Çıkarılan kısmın kütlesi m=14Mm = \frac{1}{4}M'dir.
Disk homojen olduğu için kütlesi yüzey alanı ile doğru orantılıdır. Alan yarıçapın karesiyle orantılı olduğundan, yarıçapı R/2R/2 olan kısmın alanı diskin toplam alanının 14\frac{1}{4}'üdür.
2
Başlangıçtaki diskin ve çıkarılan kısmın eylemsizlik momentlerini hesaplama.
İlk eylemsizlik momenti I1=12MR2I_1 = \frac{1}{2} M R^2, çıkarılan kısmın eylemsizlik momenti ise I2=132MR2I_2 = \frac{1}{32} M R^2 olarak bulunur.
Dolu disk için verilen I=12mr2I = \frac{1}{2} m r^2 formülü kullanılarak; ilk durum için I1=12MR2I_1 = \frac{1}{2} M R^2 ve çıkarılan kısım için I2=12(14M)(R2)2=132MR2I_2 = \frac{1}{2} \left(\frac{1}{4} M\right) \left(\frac{R}{2}\right)^2 = \frac{1}{32} M R^2 hesaplanır.
3
Kalan kısmın eylemsizlik momentini bulma.
Ikalan=1532MR2I_{kalan} = \frac{15}{32} M R^2 elde edilir.
Eylemsizlik momenti skaler ve toplanabilir bir büyüklüktür. Dolayısıyla kalan kısmın eylemsizlik momenti, ilk durumdaki eylemsizlik momentinden çıkarılan kısmın eylemsizlik momentinin çıkarılmasıyla bulunur: Ikalan=I1I2=12MR2132MR2=1532MR2I_{kalan} = I_1 - I_2 = \frac{1}{2} M R^2 - \frac{1}{32} M R^2 = \frac{15}{32} M R^2.

Key Concept

Eylemsizlik momentinin kütle dağılımına bağlılığı ve toplanabilirlik (süperpozisyon) özelliği.
Question 3345Question

Aynı fazda ve frekansta çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının oluşturduğu su dalgası girişim deseninde; kaynaklara olan yol farkı dalga boyunun tam katı (yani nλn\lambda, burada n=1,2,3...n = 1, 2, 3...) olan noktalar düğüm çizgileri üzerinde yer alır.

Show answer & explanation

Answer: False

Answer

Verilen ifade yanlıştır. Yol farkı dalga boyunun tam katı (nλn\lambda) olan noktalar düğüm çizgileri değil, dalga katarları (karın çizgileri) üzerindedir.
Aynı fazda titreşen özdeş kaynakların oluşturduğu girişim deseninde, yol farkının dalga boyunun tam katı (nλn\lambda) olması durumu yapıcı girişimi (dalga katarını) tanımlar. Düğüm çizgileri ise yol farkının dalga boyunun buçuklu katı olduğu durumlarda gözlenir.

Step-by-Step Solution

1
Girişim desenindeki herhangi bir noktanın kaynaklara olan uzaklıkları farkını (yol farkını) tanımlayın.
Yol farkı ΔS=PS1PS2\Delta S = |PS_1 - PS_2| şeklinde ifade edilir.
Noktanın hangi girişim çizgisi üzerinde olduğunu belirlemek için yol farkının büyüklüğü temel değişkendir.
2
Aynı fazda çalışan kaynaklar için dalga katarı ve düğüm çizgisi oluşma şartlarını karşılaştırın.
Yol farkı ΔS=nλ\Delta S = n\lambda (nZ+n \in \mathbb{Z}^+) ise dalga katarı (yapıcı girişim) oluşur. Yol farkı ΔS=(n1/2)λ\Delta S = (n - 1/2)\lambda (nZ+n \in \mathbb{Z}^+) ise düğüm çizgisi (yıkıcı girişim) oluşur.
Tepe-tepe veya çukur-çukur girişimleri dalga katarını, tepe-çukur girişimleri ise düğüm çizgisini belirler.
3
Soru kökündeki ifadeyi bu koşullara göre değerlendirin.
İfadede nλn\lambda yol farkına sahip noktaların düğüm çizgisi üzerinde olduğu iddia edilmiştir. Bu durum dalga katarı tanımıyla eşleştiğinden ifade yanlıştır.
Teorik fizik kurallarına göre ifadenin doğruluk değerini saptamak.

Key Concept

Aynı fazlı kaynaklarda dalga katarı ve düğüm çizgisi oluşma şartları
Estimated Time:45s
Question 3346Question

Sürtünmesiz ve havasız bir ortamda, LL uzunluğunda esnemeyen hafif bir ipin ucuna bağlı mm kütleli noktasal bir cisim, düşey doğrultuyla θ\theta (θ<10\theta < 10^\circ) açısı yapacak şekilde konumlandırılıp serbest bırakılıyor. Cisim basit harmonik hareket yaparken; hareketin periyodu TT, cismin y��rüngenin en alt noktasından geçerken sahip olduğu hızın büyüklüğü vv ve bu noktadaki merkezcil ivmesinin büyüklüğü aa olarak belirleniyor. Sarkaç ipinin boyu 4L4L yapılarak cisim aynı konumdan (düşeyle yine θ\theta açısı yapacak şekilde) serbest bırakılırsa sarkaç hareketine ait TT, vv ve aa değerleri ilk durumuna göre nasıl değişir?

Show answer & explanation

Answer: TT artar, vv artar, aa değişmez

Answer

Periyodun artacağı, hızın artacağı ve merkezcil ivmenin değişmeyeceği seçenektir.
Basit sarkacın periyodu ipin boyunun kareköküyle doğru orantılı olduğundan, boy 4L4L yapıldığında periyot 2T2T olur ve artar. Enerji korunumuna göre cismin en alt noktadaki hızı v=2gL(1cosθ)v = \sqrt{2gL(1-\cos\theta)} şeklindedir; boy 4L4L olduğunda hız 2v2v olur ve artar. Merkezcil ivme ise a=v2/La = v^2/L olup, hızın karesi ve boy aynı oranda arttığı için değeri değişmez. Bu durumu doğru ifade eden seçenek seçilmelidir.

Step-by-Step Solution

1
Basit sarkacın periyot formülü yazılarak boy değişiminin etkisi analiz edilir.
Periyot T=2πLgT = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} formülü ile hesaplanır. İpin boyu LL yerine 4L4L yapıldığında yeni periyot T=2π4Lg=2TT' = 2\pi \sqrt{\frac{4L}{g}} = 2T olur. Dolayısıyla periyot artar.
Periyot ipin boyunun kareköküyle doğru orantılıdır.
2
Enerji korunumu yasası kullanılarak cismin en alt noktadaki hızının boy değişiminden nasıl etkilendiği bulunur.
En alt noktadaki hız v=2gL(1cosθ)v = \sqrt{2gL(1 - \cos\theta)} formülüyle bulunur. İp boyu 4L4L ve bırakılma açısı θ\theta aynı kaldığında yeni hız v=2g(4L)(1cosθ)=2vv' = \sqrt{2g(4L)(1 - \cos\theta)} = 2v olur. Dolayısıyla hız artar.
Cismin kaybettiği potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve bırakılma yüksekliği ipin boyu ile doğru orantılıdır.
3
Merkezcil ivme formülü kullanılarak en alt noktadaki ivmenin değişimi hesaplanır.
En alt noktadaki merkezcil ivme a=v2La = \frac{v^2}{L} formülüyle bulunur. Değerler yerine yazıldığında a=2gL(1cosθ)L=2g(1cosθ)a = \frac{2gL(1 - \cos\theta)}{L} = 2g(1 - \cos\theta) elde edilir. Yeni durumda a=v24L=4v24L=aa' = \frac{v'^2}{4L} = \frac{4v^2}{4L} = a olur. Dolayısıyla ivme değişmez.
Hızın karesindeki artış oranı ile ip boyundaki artış oranı eşit olduğundan merkezcil ivme sabit kalır.

Key Concept

Basit sarkacın periyodu, hızı ve merkezcil ivmesinin sarkaç boyuyla olan ilişkileri
Question 3347Question

Modern atom teorisinde, bir elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu bölgeleri (orbitalleri) tanımlamak için kuantum sayıları kullanılır.

Buna göre, baş kuantum sayısı n=3n = 3 olan enerji düzeyindeki bir elektronun açısal momentum kuantum sayısı (ll) ve manyetik kuantum sayısı (mlm_l) aşağıdakilerden hangisi olamaz?

Show answer & explanation

Answer: l=2l = 2, ml=+3m_l = +3

Answer

Açısal momentum kuantum sayısı l = 2 ve manyetik kuantum sayısı m_l = +3 olan ikili
Açısal momentum kuantum sayısı l = 2 olduğunda, manyetik kuantum sayısı m_l en fazla +2 değerini alabilir. m_l kuantum sayısı -l ile +l arasındaki tam sayı değerlerini alabildiği için l = 2 durumunda m_l değeri +3 olamaz. Bu nedenle l = 2, m_l = +3 ikilisi kuantum kurallarına aykırıdır.

Step-by-Step Solution

1
Baş kuantum sayısı nn ile açısal momentum kuantum sayısı ll arasındaki ilişkiyi belirleyin.
n=3n = 3 için ll kuantum sayısı 0,1,20, 1, 2 değerlerini alabilir (ln1l \le n-1).
Modern atom teorisinde açısal momentum kuantum sayısı ll, en fazla n1n-1 değerini alabilir.
2
Açısal momentum kuantum sayısı ll ile manyetik kuantum sayısı mlm_l arasındaki ilişkiyi inceleyin.
l=2l = 2 için mlm_l kuantum sayısı 2,1,0,1,2-2, -1, 0, 1, 2 değerlerini alabilir.
Manyetik kuantum sayısı mlm_l, l-l ile +l+l arasındaki (sınırlar dahil) tüm tam sayı değerlerini alabilir.
3
Seçeneklerde verilen ikilileri kontrol ederek kurallara uymayan durumu tespit edin.
l=2l = 2 iken ml=+3m_l = +3 değerinin alınamayacağı görülür.
ml=+3m_l = +3 değeri, l=2l = 2 sınırının ([2,+2][-2, +2]) dışında kalmaktadır.

Key Concept

Modern Atom Teorisine göre kuantum sayılarının (n, l, m_l) alabileceği değer sınırları.
Question 3348Question

Tıbbi tanı ve görüntüleme teknolojilerinde kullanılan;

I. Manyetik Rezonans (MR) cihazında kullanılan radyo dalgaları,
II. Termal kameralarda vücut sıcaklığını tespit etmek için algılanan kızılötesi dalgalar,
III. Bilgisayarlı tomografi (BT) cihazında görüntü elde etmek için kullanılan X-ışınları

elektromanyetik spektrumun farklı bölgelerinde yer alır.

Buna göre; bu cihazlarda kullanılan elektromanyetik dalgaların fiziksel özellikleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Boşluktaki yayılma hızları birbirine eşit olup, foton enerjisi en büyük olan dalga bilgisayarlı tomografide kullanılan X-ışınlar��dır.

Answer

Boşluktaki yayılma hızları birbirine eşit olup, foton enerjisi en büyük olan dalga bilgisayarlı tomografide kullanılan X-ışınlarıdır.
Tüm elektromanyetik dalgalar boşlukta ışık hızıyla yayılır. Spektrumda X-ışınlarının frekansı radyo dalgaları ve kızılötesi dalgalardan daha yüksek olduğu için foton enerjisi en büyüktür.

Step-by-Step Solution

1
Elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızlarını karşılaştırma
Radyo dalgaları, kızılötesi dalgalar ve X-ışınları dahil olmak üzere tüm elektromanyetik dalgalar boşlukta aynı hızla, yani ışık hızıyla (c3×108 m/sc \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}) yayılır. Dolayısıyla boşluktaki yayılma hızları birbirine eşittir.
Elektromanyetik dalgaların boşluktaki yayılma hızı frekansa, dalga boyuna veya foton enerjisine bağlı olmayıp sadece ortama bağlıdır; boşluk ortamında ise tümü için sabittir.
2
Elektromanyetik spektrumdaki yerlerine göre frekans ve foton enerjilerini belirleme
Elektromanyetik spektrumda radyo dalgalarından kızılötesi dalgalara, oradan da X-ışınlarına doğru gidildikçe frekans (ff) artar, dalga boyu (λ\lambda) azalır. Foton enerjisi E=hfE = h \cdot f bağıntısıyla verildiğinden frekans ile doğru orantılıdır. Bu durumda frekansı ve foton enerjisi en büyük olan dalga X-ışınlarıdır.
Foton enerjisi Planck sabiti ile frekansın çarpımına eşit olduğundan frekans arttıkça foton enerjisi de artar.

Key Concept

Elektromanyetik spektrumdaki dalgaların boşluktaki hızlarının eşitliği ile frekans, dalga boyu ve enerji ilişkileri.
Question 3349Question

Hastanelerde tıbbi teşhis amacıyla kullanılan Manyetik Rezonans (MR) ve Pozitron Emisyon Tomografisi (PET) cihazlarının çalışma ilkeleriyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: MR cihazının çalışmasında güçlü manyetik alan ile radyo dalgaları kullanılırken; PET cihazında radyoaktif çekirdeklerin saldığı pozitronlerin yok olma tepkimesi sonucu oluşan gama ışınları dedekte edilir.

Answer

MR cihazının çalışmasında güçlü manyetik alan ile radyo dalgaları kullanılırken; PET cihazında radyoaktif çekirdeklerin saldığı pozitronların yok olma tepkimesi sonucu oluşan gama ışınları dedekte edilir.
Doğru olan seçenekte belirtildiği gibi, MR cihazı güçlü manyetik alan altında radyo dalgalarını kullanırken, PET cihazı pozitron bozunması ve yok olma tepkimesi sonucunda açığa çıkan gama ışınlarının dedeksiyonuna dayanır. Bu iki cihazın temel çalışma ilkelerini doğru bir şekilde karşılaştırmaktadır.

Step-by-Step Solution

1
MR cihazının çalışma ilkesini belirlemek.
MR cihazı, güçlü manyetik alan altında vücuttaki hidrojen atomu çekirdeklerinin (protonların) manyetik momentlerinin yönelmesini sağlar ve gönderilen radyo dalgaları yardımıyla bu çekirdeklerden geri dönen sinyalleri algılar. Bu süreçte iyonlaştırıcı radyasyon kullanılmaz.
MR cihazının temel bileşenlerinin manyetik alan ve radyo dalgaları olduğunu doğrulamak için.
2
PET cihazının çalışma ilkesini belirlemek.
PET cihazı, vücuda verilen radyoaktif izotopun saldığı pozitronun (β+\beta^+) dokudaki bir elektronla karşılaşarak yok olma tepkimesi vermesini ve bu esnada oluşan zıt yönlü iki gama fotonunu algılamayı temel alır.
PET cihazının pozitron ve yok olma tepkimesi sonucu oluşan gama ışını dedeksiyonuna dayandığını doğrulamak için.

Key Concept

Manyetik Rezonans (MR) ve Pozitron Emisyon Tomografisi (PET) cihazlarının çalışma prensipleri ve kullanılan dalga/radyasyon türleri.
Estimated Time:50s
Question 3350Question

Derinliği her yerde sabit olan bir dalga leğeninde, aynı fazda ve ff frekansıyla çalışan özdeş iki noktasal dalga kaynağının ürettiği dairesel dalgaların girişim deseninde bir PP noktasının kaynaklara olan uzaklıkları sırasıyla d1d_1 ve d2d_2 olup, yol farkı d1d2=ΔS|d_1 - d_2| = \Delta S kadardır.

Bu dalga leğeninde başlangıçta PP noktası 2. dalga katarı üzerindedir.

Leğene bir miktar su eklenerek su derinliği artırıldığında dalgaların yayılma hızı 1,51,5 katına çıkarılırken kaynakların frekansı da 98f\frac{9}{8}f değerine ayarlanıyor.

Buna göre, son durumda PP noktası ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: 2. düğüm çizgisi üzerindedir ve minimum genlikle titreşir.

Answer

2. düğüm çizgisi üzerindedir ve minimum genlikle titreşir.
Başlangıçta 2. dalga katarı üzerinde yer alan noktanın yol farkı ΔS=2λ1\Delta S = 2\lambda_1 olarak yazılır. Leğene su eklenerek hız 1,51,5 katına çıkarıldığında ve frekans 98f\frac{9}{8}f yapıldığında yeni dalga boyu λ2=43λ1\lambda_2 = \frac{4}{3}\lambda_1 olur. Bu durumda λ1=34λ2\lambda_1 = \frac{3}{4}\lambda_2 eşitliği sağlanır. Sabit kalan yol farkı yeni dalga boyu cinsinden yazıldığında ΔS=2λ1=1,5λ2\Delta S = 2\lambda_1 = 1,5\lambda_2 elde edilir. Yol farkı dalga boyunun buçuklu katı olduğundan nokta düğüm çizgisi üzerindedir. ΔS=(n0,5)λ2\Delta S = (n - 0,5)\lambda_2 formülünden 1,5λ2=(n0,5)λ2    n=21,5\lambda_2 = (n - 0,5)\lambda_2 \implies n = 2 yani 2. düğüm çizgisi bulunur. Düğüm çizgileri üzerindeki noktalar birbirini sönümleyen tepe ve çukurlardan oluştuğu için genlikleri her zaman minimumdur (sıfırdır).

Step-by-Step Solution

1
Başlangıçtaki duruma göre yol farkı ifadesini yazmak.
PP noktası başlangıçta 2. dalga katarı üzerinde olduğundan yol farkı ΔS=2λ1\Delta S = 2\lambda_1 olur.
Dalga katarları için yol farkı formülü ΔS=nλ\Delta S = n\lambda şeklindedir ve n=2n=2 verilmiştir.
2
Yeni durumdaki dalga boyu olan λ2\lambda_2 değerini başlangıçtaki dalga boyu λ1\lambda_1 cinsinden hesaplamak.
Yeni dalga boyu λ2=v2f2=1,5v198f1=43λ1\lambda_2 = \frac{v_2}{f_2} = \frac{1,5v_1}{\frac{9}{8}f_1} = \frac{4}{3}\lambda_1 olarak bulunur. Buradan λ1=34λ2\lambda_1 = \frac{3}{4}\lambda_2 elde edilir.
Dalga boyu, yayılma hızı ile doğru, frekans ile ters orantılıdır.
3
Yol farkını yeni dalga boyu λ2\lambda_2 cinsinden ifade etmek.
Yol farkı ΔS=2λ1=2(34λ2)=1,5λ2\Delta S = 2\lambda_1 = 2 \cdot \left(\frac{3}{4}\lambda_2\right) = 1,5\lambda_2 olur.
Kaynakların veya ortamın değişmesi PP noktasının geometrik konumunu ve dolayısıyla kaynaklara olan yol farkını değiştirmez.
4
Yeni yol farkını düğüm çizgisi formülü ile karşılaştırarak çizgi türünü ve numarasını belirlemek.
ΔS=1,5λ2=(n0,5)λ2    n=2\Delta S = 1,5\lambda_2 = (n - 0,5)\lambda_2 \implies n = 2 bulunur. Dolayısıyla PP noktası 2. düğüm çizgisi üzerindedir.
Yol farkı dalga boyunun yarım katı olduğundan nokta bir düğüm çizgisidir.
5
Düğüm çizgisinin genlik durumunu açıklamak.
Düğüm çizgisi üzerindeki noktalar yıkıcı girişim (sönüm) nedeniyle hareketsizdir ve genlikleri minimumdur (sıfırdır).
Düğüm noktalarında bir kaynaktan gelen tepe ile diğerinden gelen çukur karşılaşarak birbirini söndürür.

Key Concept

Su dalgalarında girişim deseninde yol farkı, dalga boyu, hız ve frekans ilişkisi.
Estimated Time:3m 0s
Question 3351Question

Bir fotoelektrik olay deneyinde, eşik frekansı f0f_0 olan bir metal yüzeye 3f3f frekanslı ışık gönderildiğinde yüzeyden sökülen maksimum kinetik enerjili elektronlara eşlik eden de Broglie dalga boyu λ\lambda olarak ölçülmektedir. Aynı metal yüzeye 6f6f frekanslı ışık gönderildiğinde ise sökülen maksimum kinetik enerjili elektronlara eşlik eden de Broglie dalga boyu λ2\frac{\lambda}{2} olmaktadır.

Buna göre, metalin eşik frekansı f0f_0 kaç ff'dir?

Show answer & explanation

Answer: 22

Answer

Metalin eşik frekansı 2f2f'dir.
Doğru cevap olan 2f2f seçeneği, de Broglie dalga boyu ile kinetik enerji arasındaki karesel ters orantı (Ek1λ2E_k \propto \frac{1}{\lambda^2}) kullanılarak elde edilir. Dalga boyu λ\lambda'dan λ2\frac{\lambda}{2}'ye düştüğünde, elektronların maksimum kinetik enerjisi EE'den 4E4E'ye çıkar. Fotoelektrik denklemleri 3hf=hf0+E3hf = hf_0 + E ve 6hf=hf0+4E6hf = hf_0 + 4E şeklinde kurulup çözüldüğünde eşik frekansı f0=2ff_0 = 2f olarak bulunur.

Step-by-Step Solution

1
De Broglie dalga boyu ile elektronun çizgisel momentumu arasındaki ilişkiyi yazalım.
λ=hpp=hλ\lambda = \frac{h}{p} \Rightarrow p = \frac{h}{\lambda}
Kinetik enerji ile momentum ilişkisini kurmak için momentumu dalga boyu cinsinden ifade etmeliyiz.
2
Elektronun kinetik enerjisi (EkE_k) ile de Broglie dalga boyu (λ\lambda) arasındaki ilişkiyi türetelim.
Ek=p22m=h22mλ2E_k = \frac{p^2}{2m} = \frac{h^2}{2m\lambda^2} yani Ek1λ2E_k \propto \frac{1}{\lambda^2}
Dalga boyundaki değişimin elektronların kinetik enerjisini nasıl etkilediğini belirlemek için bu karesel ilişkiyi kullanmalıyız.
3
İlk durum ve ikinci durum için fotoelektronların maksimum kinetik enerjilerini (Ek1E_{k1} ve Ek2E_{k2}) dalga boyları cinsinden oranlayalım.
Ek1=EE_{k1} = E ise, dalga boyu yarıya indiğinde (λ2\frac{\lambda}{2}) kinetik enerji Ek2=4EE_{k2} = 4E olur.
Dalga boyunun yarıya inmesi (λλ2\lambda \rightarrow \frac{\lambda}{2}), momentumun iki katına, kinetik enerjinin ise karesiyle orantılı olarak dört katına çıkmasına neden olur.
4
Einstein'ın fotoelektrik denklemini her iki durum için yazarak ortak çözüm yapalım.
3hf=hf0+E3hf = hf_0 + E ve 6hf=hf0+4E6hf = hf_0 + 4E. İkinci denklemde EE yerine 3hfhf03hf - hf_0 yazarsak: 6hf=hf0+4(3hfhf0)6hf=hf0+12hf4hf03hf0=6hff0=2f6hf = hf_0 + 4(3hf - hf_0) \Rightarrow 6hf = hf_0 + 12hf - 4hf_0 \Rightarrow 3hf_0 = 6hf \Rightarrow f_0 = 2f elde edilir.
Gelen fotonların enerjisinin metalin eşik enerjisi ile kopan elektronların maksimum kinetik enerjisinin toplamına eşit olması (Efoton=Eesik+EkE_{foton} = E_{esik} + E_k) ilkesini uygulayarak bilinmeyen eşik frekansını buluruz.

Key Concept

De Broglie dalga boyu ile kinetik enerji arasındaki karesel ilişki (Ek1λ2E_k \propto \frac{1}{\lambda^2}) ve bu ilişkinin fotoelektrik olaydaki enerji korunumu denklemi (Efoton=E0+EkE_{foton} = E_0 + E_k) ile birleştirilmesi.

Alternative Method

Dalga boyunun yarıya inmesi çizgisel momentumun iki katına çıkması anlamına gelir (p2=2p1p_2 = 2p_1). Kinetik enerji Ek=p22mE_k = \frac{p^2}{2m} olduğundan momentum iki katına çıktığında kinetik enerji 22=42^2 = 4 katına çıkar. Buradan Ek2=4Ek1E_{k2} = 4E_{k1} yazılarak fotoelektrik denklemleri kurulup doğrudan oranlanabilir.
Estimated Time:3m 0s
Question 3352Question

Periyodik sistemin aynı periyodunda yer alan ve baş grup elementi olan ardışık atom numaralı XX, YY ve ZZ elementlerinin grup numaraları sırasıyla 2A2A, 3A3A ve 4A4A'dır.

Buna göre, bu elementlerin birinci iyonlaşma enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmi��tir?

Show answer & explanation

Answer: Z>X>YZ > X > Y

Answer

Birinci iyonlaşma enerjilerinin doğru sıralaması Z>X>YZ > X > Y şeklindedir.
Aynı periyottaki baş grup elementlerinde iyonlaşma enerjisi soldan sağa doğru gidildikçe genellikle artar. Ancak küresel simetri kararlılığı nedeniyle 2A2A grubunda yer alan XX elementinin birinci iyonlaşma enerjisi, 3A3A grubundaki YY elementininkinden daha büyüktür. 4A4A grubundaki ZZ elementinin iyonlaşma enerjisi ise her ikisinden de büyüktür. Bu nedenle doğru sıralama Z>X>YZ > X > Y şeklindedir.

Step-by-Step Solution

1
Elementlerin grup numaralarını ve periyottaki konumlarını belirleme.
XX elementi 2A2A, YY elementi 3A3A ve ZZ elementi 4A4A grubundadır. Elementlerin hepsi aynı periyotta yer almaktadır.
İyonlaşma enerjisi karşılaştırmalarında elementlerin periyodik sistemdeki konumlarının belirlenmesi gerekir.
2
İyonlaşma enerjisinin aynı periyottaki değişim eğilimini ve küresel simetri kurallarını uygulama.
Aynı periyotta soldan sağa doğru iyonlaşma enerjisi genellikle artar. Ancak küresel simetriden dolayı 2A2A grubunun (XX) iyonlaşma enerjisi 3A3A grubundan (YY) daha büyüktür. Genel sıralama 1A<3A<2A<4A<6A<5A<7A<8A1A < 3A < 2A < 4A < 6A < 5A < 7A < 8A şeklindedir.
2A2A grubunun elektron dizilimi tam dolu ss orbitali ile bittiğinden daha kararlıdır ve elektron koparmak daha fazla enerji gerektirir.
3
Elementlerin iyonlaşma enerjilerini karşılaştırma.
Z(4A)>X(2A)>Y(3A)Z (4A) > X (2A) > Y (3A) ilişkisi bulunur. Bu durum Z>X>YZ > X > Y olarak yazılır.
Sıralama büyükten küçüğe istendiği için elde edilen değerler bu sıraya göre dizilir.

Key Concept

Aynı periyotta iyonlaşma enerjisi karşılaştırmalarında küresel simetri istisnası (2A > 3A ilişkisi).
Question 3353Question

Düşey ve sabit bir eksen etrafında, sürtünmesiz yatay düzlemde dönmekte olan disk şeklindeki platformun kenarında duran bir çocuk, platforma göre kaymadan merkeze doğru yürümeye başlıyor.

Çocuğun hareketi süresince;

I. Çocuğun platforma uyguladığı sürtünme kuvvetinin dönme eksenine göre torku sıfırdır.
II. Çocuğun dönme eksenine göre açısal momentumu azalır.
III. Sistemin (platform + çocuk) dönme kinetik enerjisi artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

Çocuğun dönme eksenine göre açısal momentumu azalırken sistemin toplam dönme kinetik enerjisi artar.
Sisteme dışarıdan etki eden net bir tork olmadığı için sistemin toplam açısal momentumu korunur. Çocuk merkeze yürüdükçe eylemsizlik momenti azalır ve açısal hız artar. Sabit eylemsizlik momentine sahip platformun açısal hızı arttığı için açısal momentumu artar; bu da platforma sürtünme kuvveti aracılığıyla bir tork uygulandığını gösterir. Toplam açısal momentum sabit olduğundan, platformun açısal momentumundaki artış çocuğunkinin azalmasıyla dengelenir. Ayrıca, kinetik enerji formülü olan Ek=L22IE_{\text{k}} = \frac{L^2}{2I} gereğince, LL sabitken II azaldığı için sistemin toplam kinetik enerjisi artar.

Step-by-Step Solution

1
Sisteme etki eden dış torkların belirlenmesi
Sürtünmesiz yatay düzlemdeki platform-çocuk sistemine düşey eksende etki eden dış tork sıfırdır.
Dış torkun sıfır olması, sistemin toplam açısal momentumunun korunacağını gösterir.
2
Eylemsizlik momentindeki değişimin analiz edilmesi
Çocuk merkeze doğru yürüdükçe sistemin toplam eylemsizlik momenti (Isistem=Iplatform+mr2I_{\text{sistem}} = I_{\text{platform}} + m r^2) azalır.
Çocuğun dönme eksenine olan uzaklığı (rr) azaldığı için eylemsizlik momenti küçülür.
3
Açısal hız ve platformun açısal momentumundaki değişimin belirlenmesi
Sistemin açısal hızı (ω\omega) artar, platformun eylemsizlik momenti sabit kaldığından platformun açısal momentumu (Lplatform=IplatformωL_{\text{platform}} = I_{\text{platform}} \cdot \omega) artar.
Açısal momentumun korunumu (L=IωL = I \cdot \omega) gereği II azalırken ω\omega artmalıdır.
4
Çocuğun açısal momentumunun ve sürtünme kuvveti torkunun incelenmesi
Toplam açısal momentum sabit olduğundan çocuğun açısal momentumu azalır. Platformun açısal momentumunu artıran sürtünme kuvvetinin torku sıfırdan farklıdır.
Ltoplam=Lplatform+Lc¸ocukL_{\text{toplam}} = L_{\text{platform}} + L_{\text{çocuk}} korunduğu için birinin artışı diğerinin azalışını gerektirir. İç sürtünme kuvvetleri tork oluşturarak bu değişimi sağlar.
5
Sistemin dönme kinetik enerjisinin belirlenmesi
Sistemin kinetik enerjisi (Ek=L22IsistemE_{\text{k}} = \frac{L^2}{2I_{\text{sistem}}}) artar.
LL sabitken IsistemI_{\text{sistem}} değerinin azalması kinetik enerjiyi artırır. Bu artış çocuğun yürümesi için harcadığı kimyasal enerjiden gelir.

Key Concept

Dış tork sıfır olduğunda sistemin açısal momentumu korunur ancak sistem bileşenlerinin eylemsizlik momentleri değiştikçe kendi açısal momentumları ve sistemin toplam kinetik enerjisi değişebilir.
Question 3354Question

Boyutları aynı, homojen ve ince olan özdeş çubuklar��n farklı eksenler etrafında dönme durumları verilmiştir. Sol sütunda verilen dönme eksenlerini, sağ sütunda bu eksenlere göre tanımlanan eylemsizlik momenti özellikleri ile eşleştiriniz.

Click a left item, then click its matching right item

Items

Homojen ve ince bir çubuğun tam orta noktasından geçen ve çubuğa dik olan dönme ekseni
Homojen ve ince bir çubuğun bir ucundan geçen ve çubuğa dik olan dönme ekseni
Homojen ve ince bir çubuğun boylu boyunca içinden geçen merkezsel boyuna ekseni

Matches

Show answer & explanation

Answer

Homojen ve ince bir çubuğun tam orta noktasından geçen ve çubuğa dik olan dönme ekseni, eylemsizlik momentinin alabileceği en küçük değere sahip olan eksenle; çubuğun bir ucundan geçen ve çubuğa dik olan dönme ekseni, eylemsizlik momentinin kütle merkezinden geçen dik eksene göre olan değerin 4 katı olduğu özellikle; boyuna eksen ise eylemsizlik momentinin yaklaşık sıfır olduğu özellikle eşleşir.
Doğru eşleştirmeler sırasıyla çubuğun kütle dağılımının dönme eksenine göre konumuna ve paralel eksenler teoremine dayanmaktadır. Kütle merkezinden geçen dik eksene göre moment en küçüktür, uçtaki eksene göre moment bunun 4 katıdır ve boyuna eksende yarıçap ihmal edildiği için moment yaklaşık sıfırdır.

Step-by-Step Solution

1
Eylemsizlik momentinin tanımı ve kütle dağılımı ile ilişkisi hatırlanır.
Eylemsizlik momenti I=miri2I = \sum m_i r_i^2 olup, kütlenin dönme eksenine olan dik uzaklığının karesiyle orantılıdır.
Dönme eksenine olan uzaklığın eylemsizlik momentine etkisini anlamak için.
2
Paralel eksenler teoremi uygulanarak minimum eylemsizlik momenti ekseni belirlenir.
I=Ikm+Md2I = I_{\text{km}} + Md^2 bağıntısına göre eylemsizlik momenti, kütle merkezinden geçen eksende (d=0d=0) minimum değerini alır. Bu nedenle çubuğun ortasından geçen eksen çubuğa dik eksenler arasında en küçük eylemsizlik momentine sahiptir.
Kütle merkezinden geçen eksenin özelliğini tespit etmek için.
3
Çubuğun ortasından ve ucundan geçen dik eksenlerin eylemsizlik momentleri hesaplanarak karşılaştırılır.
Ikm=112ML2I_{\text{km}} = \frac{1}{12}ML^2 ve Iuc¸=13ML2I_{\text{uç}} = \frac{1}{3}ML^2 değerlerinden Iuc¸=4IkmI_{\text{uç}} = 4I_{\text{km}} oranı elde edilir. Çubuğun ucundan geçen dik eksendeki eylemsizlik momenti, kütle merkezinden geçenin 4 katıdır.
Çubuğun ucundan geçen eksenin eylemsizlik momenti ilişkisini bulmak için.
4
Çubuğun boyuna eksenine göre eylemsizlik momenti yorumlanır.
İnce çubuğun yarıçapı ihmal edildiğinden (r0r \approx 0) boyuna eksene göre eylemsizlik momenti sıfıra yakınsar.
Boyuna eksenin eylemsizlik momentini bulmak için.

Key Concept

Eylemsizlik momentinin dönme ekseninin konumuna ve kütle dağılımına bağlılığı
Question 3355Question

Bohr atom modeline göre, uyarılmış bir hidrojen atomunda n=2n=2 yörüngesinde dolanan elektron, taban durumuna (n=1n=1) geçiş yapmaktadır.

Buna göre, bu geçiş sürecinde elektronun hareketiyle ilgili;

I. Dolanım frekansı 88 katına çıkar.
II. de Broglie dalga boyu yarıya iner.
III. Çekirdeğin elektrona uyguladığı elektriksel çekim kuvveti 1616 katına çıkar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I, II ve III

Answer

Dolanım frekansının 8 katına çıkması, de Broglie dalga boyunun yarıya inmesi ve elektriksel çekim kuvvetinin 16 katına çıkması ifadelerinin tamamı doğrudur.
Bohr modeline göre hidrojen atomunda elektron alt yörüngelere indikçe hızı artar, yarıçapı azalır. Bu durum dolanım frekansının f1n3f \propto \frac{1}{n^3} oranında artarak 8 katına çıkmasına, de Broglie dalga boyunun çizgisel hızla ters orantılı olarak yarıya inmesine ve elektriksel çekim kuvvetinin F1n4F \propto \frac{1}{n^4} oranında artarak 16 katına çıkmasına neden olur. Dolayısıyla üç öncülün de doğru olduğu seçenek doğru cevaptır.

Step-by-Step Solution

1
Yörünge yarıçapının değişimini belirlemek
Bohr atom modeline göre yörünge yarıçapı rn=a0n2Zr_n = a_0 \frac{n^2}{Z} bağıntısı ile hesaplanır. Hidrojen atomunda Z=1Z = 1 olduğundan yarıçap rnn2r_n \propto n^2 olur. Elektron n=2n = 2 seviyesinden n=1n = 1 seviyesine indiğinde yörünge yarıçapı 4r4r değerinden rr değerine düşer.
Hız, frekans ve kuvvet gibi diğer niceliklerin y��rünge numarasına bağlılığını bulabilmek için öncelikle yarıçapın nasıl değiştiğini bilmemiz gerekir.
2
Elektronun çizgisel hızının değişimini belirlemek
Bohr modelinde açısal momentumun kuantumlaşması ilkesine göre Ln=mvnrn=nh2πL_n = m v_n r_n = n \frac{h}{2\pi} yazılır. Buradan çizgisel hız çekilirse vnnrnnn21nv_n \propto \frac{n}{r_n} \propto \frac{n}{n^2} \propto \frac{1}{n} elde edilir. Yörünge numarası yarıya indiğinde çizgisel hız vv değerinden 2v2v değerine çıkar (2 katına çıkar).
Dolanım frekansı ve de Broglie dalga boyu çizgisel hız değerine doğrudan bağlıdır.
3
Dolanım frekansının değişimini hesaplamak (Öncül I)
Dolanım periyodu Tn=2πrnvnn21/n=n3T_n = \frac{2\pi r_n}{v_n} \propto \frac{n^2}{1/n} = n^3 ile orantılıdır. Dolanım frekansı periyodun çarpmaya göre tersi olduğundan fn=1Tn1n3f_n = \frac{1}{T_n} \propto \frac{1}{n^3} olur. Yörünge numarası n=2n=2 konumundan n=1n=1 konumuna geldiğinde frekans f218f_2 \propto \frac{1}{8} iken f11f_1 \propto 1 olur; yani frekans 8 katına çıkar. Birinci öncül doğrudur.
Yörünge hareketi yapan elektronun dolanım frekansı, y��rünge çevre uzunluğunun çizgisel hıza oranıyla tanımlanan periyot üzerinden belirlenir.
4
de Broglie dalga boyunun değişimini hesaplamak (Öncül II)
de Broglie dalga boyu λ=hp=hmv\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{m v} bağıntısıyla verilir. Elektron kütlesi sabit olduğundan λ1vn\lambda \propto \frac{1}{v} \propto n ilişkisi bulunur. Yörünge numarası n=2n=2 seviyesinden n=1n=1 seviyesine indiğinde dalga boyu yarıya iner. İkinci öncül doğrudur.
Madde dalgalarının dalga boyu, hareket eden taneciğin momentumu ile ters orantılıdır.
5
Çekirdeğin elektrona uyguladığı elektriksel çekim kuvvetinin değişimini hesaplamak (Öncül III)
Elektriksel çekim kuvveti Coulomb Yasası gereği F=kq1q2r2F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} şeklindedir. Hidrojen çekirdeği ve tek elektron için yükler sabit kalırken yarıçap rn2r \propto n^2 olduğundan kuvvet F1r21n4F \propto \frac{1}{r^2} \propto \frac{1}{n^4} olur. Yörünge numarası yarıya indiğinde kuvvet 24=162^4 = 16 katına çıkar. Üçüncü öncül doğrudur.
Yörüngede tutulmayı sağlayan net merkezcil kuvvet, çekirdek ile elektron arasındaki elektriksel çekim kuvvetidir.

Key Concept

Bohr atom modelinde elektronun yörünge yarıçapı, çizgisel hızı, dolanım periyodu/frekansı, de Broglie dalga boyu ve çekim kuvvetinin kuantum sayıları cinsinden ifadesi.
Question 3356Question

Hava sürtünmesinin ihmal edildiği bir ortamda, tramplenden atlayarak havada kendi kütle merkezi etrafında takla atan bir sporcunun, kollarını ve bacaklarını v��cuduna doğru çekerek büzülmesi durumunda, kütle merkezine göre açısal momentumunun büyüklüğü değişmezken açısal hızının büyüklüğü artar.

Show answer & explanation

Answer: True

Answer

Hava sürtünmesinin olmadığı ortamda kütle merkezinden geçen eksene göre net tork sıfır olduğundan açısal momentum korunur. Vücudun büzülmesi eylemsizlik momentini azaltır ve açısal hızın artmasına neden olur.
Yer çekimi kuvveti kütle merkezine etki ettiği için kütle merkezinden geçen eksene göre tork oluşturmaz ve açısal momentum korunur. Büzülme hareketi eylemsizlik momentini azaltarak açısal hızı artırır.

Step-by-Step Solution

1
Dış tork durumunu analiz etmek.
Kütle merkezinden geçen eksene göre net dış tork sıfırdır.
Yer ��ekimi kuvvetinin uygulama noktası kütle merkezi olduğundan, bu noktaya göre tork oluşturmaz. Hava sürtünmesi de ihmal edilmiştir.
2
Açısal momentumun korunup korunmadığını belirlemek.
Açısal momentum büyüklüğü (LL) sabittir (korunur).
Bir sisteme etki eden net dı�� tork sıfır olduğunda, sistemin açısal momentumu korunur.
3
Eylemsizlik momentindeki değişimi ve bunun açısal hıza etkisini incelemek.
Eylemsizlik momenti (II) azalır, açısal hız (ω\omega) artar.
Sporcu büzüldüğünde kütle dağılımı dönme eksenine yaklaşır, bu da eylemsizlik momentini azaltır. L=IωL = I \cdot \omega bağıntısına göre LL sabitken II azalırsa ω\omega artmalıdır.

Key Concept

Açısal momentumun korunumu için net dış torkun sıfır olması gerekir. Net dış tork sıfırken eylemsizlik momenti ile açısal hız ters orantılı olarak değişir.
Estimated Time:1m 30s
Question 3357Question

Standart Model'de yer alan kuvvet taşıyıcı alan bozonlarının kendi aralarındaki etkileşim özellikleri dikkate alındığında; güçlü etkileşime aracılık eden gluonların renk yükü taşımaları nedeniyle kendi aralarında doğrudan etkileşime girebilmesine karşın, elektromanyetik etkileşime aracılık eden fotonların elektrik yükü taşımamaları nedeniyle kendi aralarında doğrudan etkileşime giremeyeceği önermesi doğru bir önerme midir?

Show answer & explanation

Answer: True

Answer

Verilen önerme doğrudur.
Verilen önerme doğrudur çünkü elektromanyetik etkileşimin taşıyıcısı olan fotonlar elektrik yükü taşımadıkları için birbirleriyle doğrudan etkileşime giremezken, güçlü etkileşime aracılık eden gluonlar renk yükü taşıdıkları için kendi aralarında doğrudan etkileşime girebilirler.

Step-by-Step Solution

1
Kuvvet taşıyıcı alan bozonlarının yük durumlarını analiz etme
Fotonların elektrik yükü sıfırdır. Gluonların elektrik yükü sıfırdır ancak renk yükü (renk-karşıt renk kombinasyonları) taşırlar.
Etkileşimlerin doğasını ve parçacıkların birbirleriyle nasıl bağlandığını anlamak için yük türlerinin belirlenmesi gerekir.
2
Fotonların kendi aralarındaki doğrudan etkileşim potansiyelini değerlendirme
Fotonlar elektrik yükü taşımadığ��ndan, elektromanyetik alan teorisinde (Kuantum Elektrodinamiği - QED) iki foton arasında doğrudan bir kuplaj (etkileşim noktası) bulunmaz.
Elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısının kendi taşıdığı alanla doğrudan etkileşime girip girmeyeceğini belirlemek için.
3
Gluonların kendi aralarındaki doğrudan etkileşim potansiyelini değerlendirme
Gluonlar renk yükü taşıdıkları için, güçlü etkileşim alan teorisinde (QCD) üçlü ve dörtlü gluon etkileşim köşeleri (self-interaction) mevcuttur.
Güçlü kuvvetin taşıyıcısının kendi taşıdığı alanla doğrudan etkileşime girip girmeyeceğini belirlemek için.
4
Elde edilen sonuçları birleştirerek önermenin doğruluğunu test etme
Gluonların kendi aralarında etkileşebildiği, fotonların ise doğrudan etkileşemediği bilgisi Standart Model kurallarıyla tam olarak uyuşmaktadır.
Sentez adımıyla önermenin doğru olduğunu teyit etmek için.

Key Concept

Standart Model'de kuvvet taşıyıcı bozonların yük özellikleri ve self-etkileşimleri
Estimated Time:2m 0s
Question 3358Question

Kütlesi MM, yarıçapı RR olan XX gezegeninin yüzeyindeki yerçekimi ivmesinin büyüklü��ü gg'dir.

Buna göre, kütlesi 2M2M, yarıçapı 2R2R olan YY gezegeninin yüzeyindeki yerçekimi ivmesinin büyüklüğü kaç gg'dir?

Show answer & explanation

Answer: 12\frac{1}{2}

Answer

Y gezegeninin yüzeyindeki yerçekimi ivmesinin büyüklüğü 12g\frac{1}{2}g'dir.
Gezegen yüzeyindeki yerçekimi ivmesi formülü g=GMR2g = G \frac{M}{R^2} şeklindedir. Y gezegeni için bu değer gY=G2M(2R)2=G2M4R2=12GMR2g_Y = G \frac{2M}{(2R)^2} = G \frac{2M}{4R^2} = \frac{1}{2} G \frac{M}{R^2} olur. Dolayısıyla yerçekimi ivmesi ilk durumun yarısına eşit olur.

Step-by-Step Solution

1
X gezegeninin yüzeyindeki yerçekimi ivmesini veren formülün yazılması
gX=GMR2=gg_X = G \frac{M}{R^2} = g
Bir gezegenin yüzeyindeki yerçekimi ivmesi, gezegenin kütlesi ile doğru, yarıçapının karesi ile ters orantılıdır.
2
Y gezegeninin yüzeyindeki yerçekimi ivmesinin aynı değişkenler cinsinden yazılması
gY=G2M(2R)2=G2M4R2g_Y = G \frac{2M}{(2R)^2} = G \frac{2M}{4R^2}
Y gezegeninin kütlesi 2M2M ve yarıçapı 2R2R olarak verilmiştir.
3
Y gezegeninin ivmesinin X gezegeninin ivmesi cinsinden hesaplanması
gY=24(GMR2)=12gg_Y = \frac{2}{4} \left(G \frac{M}{R^2}\right) = \frac{1}{2}g
Elde edilen ifade sadeleştirilerek X gezegeninin ivmesiyle oranlanır.

Key Concept

Bir gezegenin yüzeyindeki yerçekimi ivmesi, gezegenin kütlesi ile doğru, yarıçapının karesi ile ters orantılıdır.
Estimated Time:45s
Question 3359Question

Küresel ve kendi içlerinde homojen olan XX ve YY gezegenlerinin merkezlerinden itibaren kütle çekim ivmelerinin uzaklığa bağlı değişim grafiği şekildeki gibidir. XX gezegeninin yarıçapı RR, YY gezegeninin yarıçapı ise 2R2R olup, her iki gezegenin de yüzeyindeki kütle çekim ivmesinin büyüklüğü g0g_0'dır.

Buna göre,

I. XX gezegeninin ortalama özkütlesi, YY gezegeninin ortalama özkütlesinin 22 katıdır.
II. Merkezinden R2\frac{R}{2} uzaklıktaki bir noktada XX gezegeninin oluşturduğu yerçekimi ivmesi, YY gezegeninin oluşturduğu yerçekimi ivmesinin 22 katıdır.
III. Merkezinden 3R3R uzaklıktaki bir noktada YY gezegeninin oluşturduğu yerçekimi ivmesi, XX gezegeninin oluşturduğunun 44 katıdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I, II ve III

Answer

I, II ve III
Gezegenlerin yüzey çekim ivmeleri eşit ve sırasıyla yarıçapları RR ve 2R2R olduğundan, g=KdRg = K \cdot d \cdot R bağıntısına göre özkütleleri dX=2dYd_X = 2d_Y olur. Bu durumda birinci yargı doğrudur. Merkezden R2\frac{R}{2} uzaklıktaki noktalar her iki gezegenin de içinde yer aldığından, çekim ivmesi doğrusal olarak değişir. Bu uzaklıkta X'in ivmesi yüzey ivmesinin yarısı (g02\frac{g_0}{2}), Y'nin ivmesi ise yüzey ivmesinin dörtte biri (g04\frac{g_0}{4}) olur ve oranları 22 bulunur. Dolayısıyla ikinci yargı doğrudur. Merkezden 3R3R uzaklıktaki noktalar her iki gezegenin de dışında yer aldığından, çekim ivmesi uzaklığın karesiyle ters orantılı azalır. X'in ivmesi g0R2(3R)2=g09g_0 \cdot \frac{R^2}{(3R)^2} = \frac{g_0}{9}, Y'nin ivmesi ise g0(2R)2(3R)2=4g09g_0 \cdot \frac{(2R)^2}{(3R)^2} = \frac{4g_0}{9} olup oranları 44 bulunur. Bu nedenle üçüncü yargı da doğrudur. Sonuç olarak tüm yargılar doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Gezegenlerin yüzeylerindeki kütle çekim ivmesi formülü g=KdRg = K \cdot d \cdot R kullanılarak özkütlelerin oranlanması.
dX=2dYd_X = 2d_Y (X'in özkütlesi Y'ninkinin 2 katıdır, birinci yargı doğrudur).
Yüzey çekim ivmeleri eşit (g0g_0) verilmiştir. Yarıçapı küçük olanın özkütlesi daha büyük olmalıdır.
2
Gezegenlerin içindeki noktalar için kütle çekim ivmesinin uzaklıkla doğru orantılı değişimi (gic\c=Kdrg_{iç} = K \cdot d \cdot r) kullanılarak merkezden R2\frac{R}{2} uzaklıktaki ivmelerin bulunması.
gX(R2)=g02g_X(\frac{R}{2}) = \frac{g_0}{2} ve gY(R2)=g04g_Y(\frac{R}{2}) = \frac{g_0}{4} bulunur. Oranları 22 olur (ikinci yargı doğrudur).
R2\frac{R}{2} uzakl��ğı her iki gezegenin de yarıçapından küçük olduğu için iç bölgededir ve ivme doğrusal orantıyla bulunur.
3
Gezegenlerin dışındaki noktalar için kütle çekim ivmesinin uzaklığın karesiyle ters orantılı değişimi (gdıs\c=gyu¨zeyRyu¨zey2r2g_{dış} = g_{yüzey} \cdot \frac{R_{yüzey}^2}{r^2}) kullanılarak merkezden 3R3R uzaklıktaki ivmelerin bulunması.
gX(3R)=g09g_X(3R) = \frac{g_0}{9} ve gY(3R)=4g09g_Y(3R) = \frac{4g_0}{9} bulunur. Y'nin ivmesi X'in 4 katı olur (üçüncü yargı doğrudur).
3R3R uzaklığı her iki gezegenin de dış bölgesinde olduğu için çekim ivmesi dış noktalar için geçerli olan ters kare yasasına göre azalır.

Key Concept

Gezegenlerin içindeki ve dışındaki kütle çekim ivmesinin uzaklığa bağlı değişimi

Alternative Method

Alternatif olarak, gezegenlerin kütleleri bulunarak dış noktalardaki çekim ivmeleri genel kütle çekim formülü olan g=GMr2g = \frac{G \cdot M}{r^2} üzerinden hesaplanabilir. MX=dXVX=2dY43πR3=MM_X = d_X \cdot V_X = 2d_Y \cdot \frac{4}{3}\pi R^3 = M dersek, MY=dY43π(2R)3=8dY43πR3=4MM_Y = d_Y \cdot \frac{4}{3}\pi (2R)^3 = 8 \cdot d_Y \cdot \frac{4}{3}\pi R^3 = 4M olur. Buradan kütle değerleri doğrudan formülde yerine yazılarak hem yüzeydeki hem de dış noktadaki çekim ivmeleri doğrulanabilir.
Estimated Time:2m 30s
Question 3360Question

Fizik laboratuvarında basit harmonik hareket konusuyla ilgili deney tasarlayan öğrenciler, sürtünmesiz ortamlarda küçük açılarla salınım yapabilen K, L ve M basit sarkaçlarını hazırlıyorlar. Bu sarkaçlara ait özellikler aşağıda belirtilmiştir:

* K sarkacı: Yer çekimi ivmesinin gg olduğu ortamda, LL uzunluğundaki ipin ucuna bağlı 3m3m kütleli cisim.
* L sarkacı: Yer çekimi ivmesinin 3g3g olduğu ortamda, 2L2L uzunluğundaki ipin ucuna bağlı 2m2m kütleli cisim.
* M sarkacı: Yer çekimi ivmesinin 2g2g olduğu ortamda, 3L3L uzunluğundaki ipin ucuna bağlı mm kütleli cisim.

Buna göre, sarkaçların küçük genlikli salınımlarının periyotları TKT_K, TLT_L ve TMT_M arasındaki büyüklük ilişkisini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

M sarkacının periyodu > K sarkacının periyodu > L sarkacının periyodu (T_M > T_K > T_L)
Basit sarkacın periyot formülü T=2πLgT = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} olup cismin kütlesinden bağımsızdır. Boy ve yer çekimi ivmesi oranları karşılaştırıldığında en büyük periyot M sarkacında, en küçük periyot ise L sarkacında elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Basit sarkacın periyot formülünü yazıp kütle bağımsızlığını belirlemek.
T=2πLgT = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}} formülü geçerlidir; cisimlerin kütleleri (3m3m, 2m2m, mm) periyodu etkilemez.
Basit sarkaçta geri çağırıcı kuvvet yer çekiminin bileşenidir ve kütleler sadeleşir.
2
Her bir sarkacın periyodunu boy ve yer çekimi ivmesi cinsinden hesaplamak.
TK=2πLgT_K = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}, TL=2π2L3g=23TKT_L = 2\pi \sqrt{\frac{2L}{3g}} = \sqrt{\frac{2}{3}} T_K, TM=2π3L2g=32TKT_M = 2\pi \sqrt{\frac{3L}{2g}} = \sqrt{\frac{3}{2}} T_K olarak bulunur.
Verilen ip boyları ve yer çekimi ivmeleri formüldeki yerlerine yerleştirilir.
3
Katsayıları karşılaştırarak periyotları sıralamak.
15>1>2/3\sqrt{1{}5} > 1 > \sqrt{2/3} olduğu için sıralama TM>TK>TLT_M > T_K > T_L şeklindedir.
Matematiksel katsayıların büyüklük ilişkisi periyotların büyüklük sıralamasını belirler.

Key Concept

Basit sarkacın periyodu yalnızca ipin boyuna ve ortamın çekim ivmesine bağlıdır; cismin kütlesinden bağımsızdır.
PreviousPage 168 / 437Next
All practice questions — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin