Enerji

Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda, motorunun sağladığı kuvvetle sabit süratle düşey doğrultuda yükselmekte olan bir helikopterin mekanik enerjisi korunur.

Uluslararası Birim Sistemi'nde (SI) bir cismin öteleme kinetik enerjisini Joule ($J$) cinsinden ifade edebilmek için, hesaplamada kullanılan kütle birimi gram ($g$), sürat birimi ise metre/saniye ($m/s$) olarak alınmalıdır.

Bir elektrik motorunun giriş gücü (sisteme birim zamanda verilen enerji) artırıldığında, motorun birim zamanda yaptığı yararlı iş miktarı da artacağı için motorun verimi kesinlikle artar.

Bir kargo firmasında çalışan Ahmet ve Mehmet, kütleleri eşit olan iki özdeş kutuyu şekildeki gibi yerden $3\text{ m}$ yükseklikteki raf ünitesine sabit süratle çıkarmak istemektedir.

* Ahmet, kutuyu düşey doğrultuda yukarı doğru kaldırarak $5\text{ saniyede}$ rafa koyuyor.
* Mehmet ise kutuyu sürtünmesiz bir eğik düzlem boyunca iterek $10\text{ saniyede}$ rafa ulaştırıyor.

Buna göre;

I. Ahmet'in kutu üzerinde yaptığı fiziksel iş, Mehmet'in kutu üzerinde yaptığı işe eşittir.
II. Ahmet'in kutuyu rafa çıkarırken harcadığı ortalama güç, Mehmet'in harcadığı ortalama gücün iki katıdır.
III. Mehmet'in kutuyu iterken uyguladığı kuvvet, Ahmet'in kutuyu kaldırırken uyguladığı kuvvetten büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

(Sürtünmeler ihmal edilmektedir.)

Düşey kesiti verilen eğik düzlemin alt ucundaki sürtünmesiz bölgede bulunan yay $x$ kadar sıkıştırılıp önüne $m$ kütleli bir cisim konuluyor. Cisim serbest bırakıldıktan sonra yükselirken sadece yatay $KL$ noktaları arasındaki sürtünmeli bölgeden geçip sürtünmesiz olan en üst noktada anlık olarak duruyor. Buna göre, cismin serbest bırakıldığı andan durduğu ana kadar geçen süreçte 'cisim-yay-Yer' sisteminin mekanik enerjisi hareket boyunca sürekli azalmıştır.

Sürtünmeli yatay bir düzlemde durmakta olan $m$ kütleli bir sandığa, yola paralel olacak şekilde $F$ büyüklüğünde sabit bir yatay kuvvet uygulanarak sandığın $x$ kadar yer değiştirmesi sağlanıyor. Yolun ilk yarısında y��zey ile sandık arasındaki sürtünme katsayısı $\mu_1$, ikinci yarısında ise $\mu_2$ olup aralarında $\mu_2 > \mu_1$ ilişkisi vardır.

Sandık tüm hareket boyunca durmadığına göre;

I. Uygulanan $F$ kuvvetinin yolun ilk yarısında yaptığı iş, ikinci yarısında yaptığı işe eşittir.
II. $F$ kuvvetinin yolun ilk yarısındaki ortalama gücü, ikinci yarısındakinden büyüktür.
III. Net kuvvetin yolun ilk yarısında yaptığı iş, ikinci yarısında yaptığı işten büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Bir inşaatta $30\text{ kg}$ kütleli bir yük, bir elektrik motoru yardımıyla sabit hızla $8\text{ metre}$ yüksekliğe $6\text{ saniyede}$ çıkarılmaktadır.

Buna göre, motorun yükü yukarı çıkarırken harcadığı güç en az kaç $\text{watt}$'tır? (Yer çekimi ivmesini $g = 10\text{ m/s}^2$ alınız; sürtünmeler ve makara ağırlıkları önemsizdir.)

Bir fizik laboratuvarında gerçekleştirilen deneyde, kütlesi $2\text{ kg}$ olan K cismi yerden $3\text{ m}$ yüksekliğe, kütlesi $500\text{ g}$ olan L cismi ise yerden $4\text{ m}$ yüksekliğe yerleştirilmiştir.

Buna göre, cisimlerin belirtilen konumlarda yere göre sahip oldukları yer çekimi potansiyel enerjilerinin oranı $\frac{E_K}{E_L}$ kaçtır?

Yatay zeminde durmakta olan eşit kütleli $K$ ve $L$ paletleri, sırasıyla sabit $P$ ve $2P$ güçleri üreten vinçler yardımıyla düşey doğrultuda yukarı doğru çekilmektedir.

* $K$ paleti, $P$ gücüyle çalışan vinçle $2t$ sürede yerden $h$ yüksekliğine çıkarılıyor.
* $L$ paleti, $2P$ gücüyle çalışan vinçle $t$ sürede yerden $2h$ yüksekliğine çıkarılıyor.

Buna göre, bu süreçlerin sonunda;

I. Vinçlerin paletler üzerinde yaptıkları fiziksel işler eşittir.
II. Yer çekimi kuvvetine karşı yapılan işler eşittir.
III. $K$ paletinin kinetik enerjisi, $L$ paletinin kinetik enerjisinden büyüktür.

yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? (Hava sürtünmesi ve vinçlerin mekanik kayıpları önemsizdir.)

Bir odanın tabanı (yer), tavanı ve odada bulunan yatay masa yüzeyi farklı referans seviyeleri olarak tanımlanabilmektedir. Masanın üzerinde duran sabit bir kutunun yer çekimi potansiyel enerjisi ile ilgili aşağıdakilerden hangileri doğrudur?

Sürtünmesiz yatay düzlemde doğu yönünde sabit $v$ süratiyle hareket eden bir cismin öteleme kinetik enerjisi, aynı cismin batı yönünde sabit $v$ süratiyle hareket etmesi durumundaki öteleme kinetik enerjisinden daha büyüktür.

Doğrusal bir yolda hareket etmekte olan bir cismin hız-zaman grafiğinin eğimi sabit ve sıfırdan farklı ise, cismin öteleme kinetik enerjisinin zamana göre değişim hızı da sabittir.

Boyu $50\text{ cm}$ olan esnek bir yayın ucuna $8\text{ kg}$ kütleli bir cisim asılıp sistem dengeye geldiğinde yay��n toplam boyu $70\text{ cm}$ olmaktadır. Bu yay tam ortasından kesilerek iki eşit parçaya ayrılıyor ve elde edilen yeni yaylar birbirine paralel bağlanıyor. Oluşturulan bu paralel yay sisteminin ucuna yine aynı $8\text{ kg}$ kütleli cisim asılıp denge sağlandığında, sistemde depolanan toplam esneklik potansiyel enerjisi kaç $\text{J}$ olur?

($g = 10\text{ m/s}^2$ alınız; yayların kütlesi önemsizdir.)

Yatay bir masa üzerinde tabanı üzerinde dik durmakta olan $800\text{ g}$ kütleli, $60\text{ cm}$ yüksekliğindeki ve taban yarıçapı $10\text{ cm}$ olan homojen dik silindir, yan yüzeyi üzerine yatırılıyor.

Masa yüzeyi referans seviyesi (yer) kabul edildiğine göre, silindirin yer çekimi potansiyel enerjisindeki değişim aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? (Yer çekimi ivmesi $g = 10\text{ m/s}^2$ alınız.)

Sürtünmesiz yatay bir düzlemde bulunan, yay sabiti $k = 200\text{ N/m}$ olan esnek bir yayın ucu $20\text{ cm}$ sıkıştırılmaktadır. Buna göre, sıkışan yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi kaç joule ($J$) olur?

Sürtünmesiz bir ortamda, yerden yukarıya doğru düşey doğrultuda fırlatılan bir cismin yükselirken mekanik enerjisi artar.

Hava sürtünmeli bir ortamda, yer seviyesinde durmakta olan $2\text{ kg}$ kütleli bir cisme düşey yukarı doğru $100\text{ J}$ kinetik enerji kazandırılarak fırlatılıyor. Cismin çıkabildiği maksimum yükseklik $4\text{ m}$ olarak ölçülüyor.

Cisme etki eden hava sürtünme kuvvetinin büyüklüğü hareket süresince sabit olduğuna göre; cismin maksimum yükseklikteki mekanik enerjisi ve yere çarptığı andaki kinetik enerjisi aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
(Yer çekimi ivmesini $g = 10\text{ m/s}^2$ alınız.)

Hava sürtünmesinin ihmal edildiği bir ortamda, yerden $h$ yüksekliğindeki K noktasından serbest bırakılan $m$ kütleli bir cisim yere $v$ süratiyle çarpmaktadır.

Aynı ortamda, kütlesi $2m$ olan başka bir cisim aynı K noktasından serbest bırakılırsa yere çarpma sürati ve yere çarptığı andaki mekanik enerjisi ilk cisme göre nasıl değişir?

Sabit süratle düşey doğrultuda yukarıya do��ru yükselmekte olan bir asansör kabininin yatay tabanında, kabine göre durgun halde duran bir kutunun hareketi boyunca mekanik enerjisi korunur.

Yatay ve sürtünmeli yollarda hareket eden cisimlerin, bu yollardaki yer değiştirmeleri sırasında sürtünme kuvveti nedeniyle ısıya dönüşen enerjilerinin büyüklükleri karşılaştırılmak isteniyor. Hava direncinin önemsiz olduğu bir ortamda gerçekleştirilen aşağ��daki durumları, sürtünmeden dolayı ısıya dönüşen enerji miktarlarına göre en küçükten en büyüğe doğru sıralayınız.