Tüm alıştırma soruları

8734 soru

Soru 3001Soru

Direnci RR olan bir lamba, öz-indüksiyon katsayısı LL olan ideal bir bobin ve sığası CC olan ideal bir sığaç, bir AC jeneratörünün uçlarına seri olarak bağlanmıştır. Başlangıçta bobinin indüktif reaktansı (XLX_L), sığacın kapasitif reaktansından (XCX_C) büyüktür (XL>XCX_L > X_C). Kaynağın etkin gerilimi sabit tutularak frekansı, devrenin rezonans frekansına eşit oluncaya kadar azaltılıyor. Buna göre, devrenin rezonans durumuna gelme sürecinde empedans (ZZ) ve lambanın parlaklığı nasıl değişir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Empedans azalır, lambanın parlaklığı artar.

Cevap

Empedans azalır, lambanın parlaklığı artar.
Frekansın azaltılmasıyla indüktif reaktans azalırken kapasitif reaktans artar. Başlangıçta indüktif reaktans daha büyük olduğundan, frekansın azaltılması bu iki değeri birbirine yaklaştırarak rezonans durumuna (XL=XCX_L = X_C) ulaşılmasını sağlar. Bu süreçte devrenin empedansı azalır. Devre empedansı azaldığı için etkin akım artar ve buna bağlı olarak lambanın parlaklığı artar.

Adım Adım Çözüm

1
Alternatif akım devresindeki bileşenlerin reaktanslarının frekansa bağlılığını belirlemek.
Bobinin indüktif reaktansı (XL=2πfLX_L = 2\pi f L) frekansla doğru orantılı, sığacın kapasitif reaktansından (XC=12πfCX_C = \frac{1}{2\pi f C}) ise frekansla ters orantılıdır.
Kaynak frekansının değiştirilmesinin devredeki etkilerini görebilmek için.
2
Frekans azaltıldığında reaktansların ve empedansın değişim yönünü bulmak.
Frekans azaltıldıkça XLX_L azalır, XCX_C artar. Başlangıçta XL>XCX_L > X_C olduğu için aradaki fark (XLXC|X_L - X_C|) küçülür. Rezonans anında fark sıfır olur. Dolayısıyla Z=R2+(XLXC)2Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2} formülüne göre devrenin toplam empedansı (ZZ) azalır.
Empedanstaki değişimi belirleyerek akımı yorumlamak için.
3
Etkin akım ve lamba parlaklığı ilişkisini kurmak.
Kaynağın etkin gerilimi (VeV_e) sabitken empedans (ZZ) azaldığı için devredeki etkin akım (Ie=Ve/ZI_e = V_e / Z) artar. Lambanın parlaklığı gücüyle (P=Ie2RP = I_e^2 R) orantılı olduğundan akım artışıyla birlikte parlaklığı da artar.
Sürecin lambanın parlaklığı üzerindeki nihai etkisini bulmak için.

Anahtar Kavram

Alternatif akım devrelerinde rezonans durumu ve empedans değişimi
Soru 3002Soru

Bir çevre koruma derneği, bir bölgeyi ağaçlandırmak amacıyla bir kampanya başlatmıştır. Kampanyanın ilk ayında sahaya 2020 adet fidan dikilmiştir. Dernek, her sonraki ay dikilen fidan sayısını bir önceki aya göre sabit bir miktarda artırmayı hedeflemektedir. Kampanya planına göre, 1010. ayda dikilen fidan sayısı ile ilk ay dikilen fidan sayısının toplamı 130130'dur. Buna göre, bu kampanyanın ilk 1515 ayında dikilen toplam fidan sayısı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1350

Cevap

İlk 15 ayda dikilen toplam fidan sayısı 1350'dir.
Kampanyanın ilk ayındaki fidan sayısı a1=20a_1 = 20 olarak verilmiştir. Her ay dikilen fidan sayısı sabit bir ortak farkla (dd) arttığı için bu durum bir aritmetik dizi belirtir. 1010. aydaki fidan sayısı a10=a1+9da_{10} = a_1 + 9d olur. Soruda verilen a10+a1=130a_{10} + a_1 = 130 eşitliği kullanılarak 20+9d+20=130    9d=90    d=1020 + 9d + 20 = 130 \implies 9d = 90 \implies d = 10 elde edilir. İlk 1515 ayda dikilen toplam fidan sayısı S15=152(2a1+14d)S_{15} = \frac{15}{2}(2a_1 + 14d) formülüyle hesaplanır. Değerler yerine konulduğunda S15=152(40+140)=15×90=1350S_{15} = \frac{15}{2}(40 + 140) = 15 \times 90 = 1350 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Problemdeki verileri aritmetik dizi terimleri cinsinden ifade etme.
a1=20a_1 = 20 ve a10+a1=130a_{10} + a_1 = 130 olarak yazılır.
Soruda fidan sayısının her ay sabit bir miktarda arttığı belirtildiği için bu artış bir aritmetik dizi oluşturur.
2
Dizinin ortak farkını (dd) bulma.
a10=a1+9da_{10} = a_1 + 9d yazılır. Buradan (a1+9d)+a1=130    2a1+9d=130(a_1 + 9d) + a_1 = 130 \implies 2a_1 + 9d = 130 elde edilir. a1=20a_1 = 20 değeri yerine yazıldığında: 2(20)+9d=130    40+9d=130    9d=90    d=102(20) + 9d = 130 \implies 40 + 9d = 130 \implies 9d = 90 \implies d = 10 bulunur.
Toplam fidan sayısını hesaplayabilmek için dizinin ortak farkını (aylık artış miktarını) bulmamız gerekir.
3
İlk 15 ayda dikilen toplam fidan sayısını (S15S_{15}) hesaplama.
S15=152[2a1+14d]S_{15} = \frac{15}{2} \cdot [2a_1 + 14d] formülü kullanılır. Değerler yerine yazıldığında: S15=152[2(20)+14(10)]=152[40+140]=152180=1590=1350S_{15} = \frac{15}{2} \cdot [2(20) + 14(10)] = \frac{15}{2} \cdot [40 + 140] = \frac{15}{2} \cdot 180 = 15 \cdot 90 = 1350 bulunur.
Aritmetik dizide ilk nn terim toplamı formülü Sn=n2[2a1+(n1)d]S_n = \frac{n}{2}[2a_1 + (n-1)d] olduğu için ilk 15 ayın toplamı bu formülle elde edilir.

Anahtar Kavram

Aritmetik dizilerde genel terim ve ilk n terim toplamı formüllerinin gerçek hayat problemlerine uygulanması.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3003Soru
2logx5+5logx2=50 2^{\log_x 5} + 5^{\log_x 2} = 50

eşitliğini sağlayan xx gerçel sayısı için x6x^6 değeri kaçtır?
Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 8

Cevap

Verilen logaritmik denklemi sağlayan xx gerçel sayısı için x6x^6 değeri 8'dir.
Verilen denklemde alogcb=blogcaa^{\log_c b} = b^{\log_c a} kuralı uyarınca 2logx52^{\log_x 5} ile 5logx25^{\log_x 2} birbirine eşittir. Bu iki ifadenin toplamı 25logx2=502 \cdot 5^{\log_x 2} = 50 eşitliğini verir. Buradan 5logx2=25=525^{\log_x 2} = 25 = 5^2 olur. Dolayısıyla logx2=2\log_x 2 = 2 olup logaritma tanımından x2=2x^2 = 2 bulunur. Bizden istenen x6x^6 ifadesi (x2)3(x^2)^3 şeklinde yazılabileceğinden, 23=82^3 = 8 sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
alogcb=blogcaa^{\log_c b} = b^{\log_c a} özelliğini kullanarak denklemdeki terimleri ortak tabanda düzenleyin.
2logx5=5logx22^{\log_x 5} = 5^{\log_x 2} olduğundan denklem 5logx2+5logx2=5025logx2=505^{\log_x 2} + 5^{\log_x 2} = 50 \Rightarrow 2 \cdot 5^{\log_x 2} = 50 biçimine dönüşür.
Denklemin sol tarafındaki iki farklı üslü ifadeyi tek bir bilinmeyen cinsinden yazıp sadeleştirebilmek için.
2
Elde edilen üslü denklemi çözerek logaritmalı üs ifadesini bulun.
5logx2=255logx2=52logx2=25^{\log_x 2} = 25 \Rightarrow 5^{\log_x 2} = 5^2 \Rightarrow \log_x 2 = 2
Üslü sayıların tabanları eşit olduğunda üslerin de eşit olması kuralını uygulamak için.
3
Logaritma tanımını kullanarak taban ile argüman arasındaki ilişkiyi kurun.
x2=2x^2 = 2 (Logaritma taban tanımı gereği x>0x > 0 ve x1x \neq 1 koşulu sağlanmalıdır, bu nedenle x=2x = \sqrt{2} olur).
logba=cbc=a\log_b a = c \Leftrightarrow b^c = a tanımını uygulamak için.
4
İstenen x6x^6 değerini elde edilen x2x^2 değeri cinsinden hesaplayın.
x6=(x2)3=23=8x^6 = (x^2)^3 = 2^3 = 8
xx değerini bulup üssünü almak yerine doğrudan x2x^2 değerini yerine yazarak işlem kolaylığı sağlamak için.

Anahtar Kavram

Logaritmanın alogcb=blogcaa^{\log_c b} = b^{\log_c a} özelliği ve logaritma fonksiyonunun tanım kümesi kuralları.
Soru 3004Soru

Bir pastane işletmecisi, vitrindeki bir rafa yan yana dizmek üzere nn adet özdeş çilekli turta, 3 adet özdeş çikolatalı turta ve 2 adet özdeş muzlu turta siparişi vermiştir.

Bu turtaların tamamı, çikolatalı turtaların hepsi bir arada (yan yana) olmak koşuluyla vitrindeki rafa yan yana 360360 farklı şekilde dizilebilmektedir.

Buna göre, çilekli turta sayısı olan nn kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 7

Cevap

Çilekli turta sayısı n=7n = 7 olarak bulunur.
3 adet özdeş çikolatalı turta tek bir nesne olarak gruplandığında, dizilecek toplam nesne sayısı n+3n+3 olur. Çilekli turtaların (nn adet) ve muzlu turtaların (22 adet) özdeşliğinden dolayı tekrarlı permütasyon formülü (n+3)!n!2!=360\frac{(n+3)!}{n! \cdot 2!} = 360 olarak yazılır. Bu denklem sadeleştirildiğinde (n+3)(n+2)(n+1)=720(n+3)(n+2)(n+1) = 720 elde edilir. Çarpımları 720 olan ardışık üç sayı 8,9,108, 9, 10 olduğundan n+1=8    n=7n+1 = 8 \implies n = 7 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
3 adet özdeş çikolatalı turtayı tek bir blok olarak gruplamak.
1 adet çikolatalı turta grubu (bloğu) elde edilir.
Çikolatalı turtaların yan yana bulunması gerektiğinden bu turtalar ayrılmaz bir bütün olarak ele alınmalıdır.
2
Dizilecek toplam nesne sayısını belirlemek.
1 adet çikolata bloğu, nn adet özdeş çilekli turta ve 2 adet özdeş muzlu turta olmak üzere toplam n+3n + 3 nesne vardır.
Tekrarlı permütasyon formülünde pay kısmına yazılacak toplam nesne miktarını belirlemek için.
3
Tekrarlı permütasyon bağıntısını kullanarak dizilim sayısını veren denklemi kurmak.
\frac{(n+3)!}{n! \cdot 2! \cdot 1!} = 360
Toplam n+3n+3 nesne içindeki çilekli turtalar (nn adet) ve muzlu turtalar (22 adet) kendi aralarında özdeş olduğundan tekrarlı permütasyon formülü uygulanır.
4
Faktöriyel ifadesini sadeleştirip denklemi çözülebilir hale getirmek.
(n+3)(n+2)(n+1) = 720
(n+3)!(n+3)! ifadesi n!n! cinsinden açılarak paydadaki n!n! ile sadeleştirilir ve içler dışlar çarpımı yapılır.
5
Çarpımları 720 olan ardışık üç tam sayıyı tespit edip nn değerini bulmak.
n = 7
8910=7208 \cdot 9 \cdot 10 = 720 eşitliğinden dolayı n+1=8n+1 = 8 olmalıdır.

Anahtar Kavram

Tekrarlı permütasyonda belirli elemanların bir arada tutulması ve verilen dizilim sayısından hareketle bilinmeyen eleman sayısının bulunması.
Soru 3005Soru
Ortak farkı pozitif olan bir (an)(a_n) aritmetik dizisi için,
a6+a14=40a_6 + a_{14} = 40
a3a17a102=196a_3 \cdot a_{17} - a_{10}^2 = -196
eşitlikleri veriliyor.

Buna göre, bu dizinin ilk terimi olan a1a_1 kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

Dizinin ilk terimi olan a1a_1 değeri 2'dir.
Dizinin terimlerinin indisleri arasındaki ilişkiden yararlanarak a10=20a_{10} = 20 bulunur. Ardından a3a17a_3 \cdot a_{17} ifadesi a10a_{10} cinsinden yazılarak iki kare farkı özdeşliği yardımıyla ortak fark r=2r = 2 olarak elde edilir. Buradan a10=a1+9ra_{10} = a_1 + 9r bağıntısı kullanılarak ilk terim 2 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
a6+a14=40a_6 + a_{14} = 40 eşitliğini kullanarak a10a_{10} terimini hesaplayınız.
a10=20a_{10} = 20
Aritmetik dizilerde terim indislerinin toplamı eşitse terimlerin toplamı da eşittir. 6+14=10+106 + 14 = 10 + 10 olduğundan a6+a14=2a10a_6 + a_{14} = 2a_{10} eşitliği sağlanır.
2
a3a_3 ve a17a_{17} terimlerini a10a_{10} ve ortak fark rr cinsinden yazarak verilen ikinci eşitlikten rr değerini bulunuz.
r=2r = 2
a3=a107ra_3 = a_{10} - 7r ve a17=a10+7ra_{17} = a_{10} + 7r çarpımı iki kare farkı özdeşliğinden a10249r2a_{10}^2 - 49r^2 sonucunu verir. Eşitlikte yerine yazıldığında 49r2=196    r2=4-49r^2 = -196 \implies r^2 = 4 olur. Ortak fark pozitif olduğundan r=2r = 2 olarak alınır.
3
a10a_{10} ve rr değerlerini kullanarak dizinin ilk terimi olan a1a_1'i hesaplayınız.
a1=2a_1 = 2
a10=a1+9ra_{10} = a_1 + 9r genel terim ilişkisinde bilinen değerler yerine yazıldığında 20=a1+18    a1=220 = a_1 + 18 \implies a_1 = 2 elde edilir.

Anahtar Kavram

Aritmetik dizilerde terimlerin indis özellikleri ve ortak fark yardımıyla birbirleri cinsinden yazılması
Soru 3006Soru

Doğrusal bir yolda sabit 6 m/s6\text{ m/s} hızla koşmakta olan bir sporcu, yol kenarında durmakta olan bir otobüsün 10 m10\text{ m} arkasındayken otobüs aynı yönde 2 m/s22\text{ m/s}^2 büyüklüğünde sabit ivmeyle hızlanmaya başlamaktadır.

Buna göre, hareket süresince sporcunun otobüse en fazla yaklaştığı andaki aralarındaki mesafe kaç metredir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1

Cevap

Sporcunun otobüse en fazla yaklaştığı andaki aralarındaki mesafe 1 metredir.
Sporcunun hızı sabit 6 m/s6\text{ m/s}, otobüsün ilk hızı sıfır ve ivmesi 2 m/s22\text{ m/s}^2 olduğundan, otobüsün hızı 3 s3\text{ s} sonra sporcunun hızına eşitlenir. Bu anda sporcu 18 m18\text{ m}, otobüs ise 9 m9\text{ m} yol alır. Başlangıçta otobüs 10 m10\text{ m} önde olduğu için aralarındaki minimum mesafe 10+918=1 m10 + 9 - 18 = 1\text{ m} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Sporcu ve otobüsün hızlarının eşitlendiği anı belirlemek.
Sporcunun hızı vs=6 m/sv_s = 6\text{ m/s} sabit olduğundan, otobüsün hızı da 6 m/s6\text{ m/s} olduğunda aralarındaki mesafe en küçük olur. Otobüsün hızı vo(t)=atv_o(t) = a \cdot t formülüyle bulunur. Buradan 6=2t6 = 2 \cdot t yazılarak t=3 st = 3\text{ s} elde edilir.
İki hareketli arasındaki mesafenin en küçük olması için bağıl hızlarının sıfır olması, yani hızlarının eşitlenmesi gerekir.
2
t=3 st = 3\text{ s} süresince sporcu ve otobüsün aldıkları yolları hesaplamak.
Sporcunun aldığı yol: xs=vst=63=18 mx_s = v_s \cdot t = 6 \cdot 3 = 18\text{ m}. Otobüsün aldığı yol: xo=12at2=12232=9 mx_o = \frac{1}{2} a t^2 = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot 3^2 = 9\text{ m} olarak bulunur.
Her iki hareketlinin bu süre zarfındaki konumlarını belirlemek için aldıkları yollar hesaplanmalıdır.
3
Sporcu ile otobüs arasındaki son mesafeyi hesaplamak.
Başlangıçta otobüs sporcunun 10 m10\text{ m} önündeydi. Sporcunun konumu xs(3)=18 mx_s(3) = 18\text{ m}, otobüsün konumu ise xo(3)=10+9=19 mx_o(3) = 10 + 9 = 19\text{ m} olur. Aralarındaki mesafe: 1918=1 m19 - 18 = 1\text{ m} olarak bulunur.
Başlangıç konumu ve alınan yollar kullanılarak en yakın mesafe elde edilir.

Anahtar Kavram

Bir boyutta sabit ivmeli hareket yapan cisimlerin konum-zaman ilişkisi ve bağıl hız prensibi kullanılarak en yakın yaklaşma mesafesinin bulunması.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3007Soru

Bir şehirdeki raylı taşıma sisteminde A ve B olmak üzere iki farklı hat bulunmaktadır. Bu sistemdeki trenlerin %70\%70'i A hattında, geri kalanı ise B hattında sefer yapmaktadır. A hattında sefer yapan trenlerin %90\%90'ı, B hattında sefer yapan trenlerin ise %80\%80'i istasyonlara zamanında ulaşmaktadır. Bu istasyona gelen trenlerden rastgele seçilen birinin zamanında ulaştığı bilindiğine göre, bu trenin B hattında sefer yapıyor olma olasılığı en sade haliyle ab\frac{a}{b} kesri olarak ifade edildiğinde a+ba + b toplamı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 37

Cevap

Zamanında gelen trenin B hattından olma koşullu olasılığı en sade haliyle 829\frac{8}{29} olup, pay ile paydanın toplamı 3737 olarak bulunur.
Zamanında gelen trenin B hattından olma koşullu olasılığı P(BZ)=P(BZ)P(Z)=024087=829P(B|Z) = \frac{P(B \cap Z)}{P(Z)} = \frac{0{}24}{0{}87} = \frac{8}{29} olup, pay ile paydanın toplamı 8+29=378 + 29 = 37 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
A ve B hatlarında sefer yapan trenlerin zamanında ulaşma olasılıklarının hesaplanması
A hattı için zamanında ulaşma olasılığı 070×090=0630{}70 \times 0{}90 = 0{}63, B hattı için zamanında ulaşma olasılığı 030×080=0240{}30 \times 0{}80 = 0{}24 bulunur.
Her bir hattan seçilen trenin zamanında ulaşma durumunun kesişim olasılıklarını belirlemek için.
2
Zamanında ulaşan tüm trenlerin toplam olasılığının hesaplanması
Toplam olasılık 063+024=0870{}63 + 0{}24 = 0{}87 olur.
Koşullu olasılıkta örnek uzay zamanında ulaşan trenlerle sınırlandırıldığı için payda değerini oluşturur.
3
Zamanında ulaştığı bilinen trenin B hattından olma olasılığının formüle edilmesi
Koşullu olasılık değeri 024087=2487\frac{0{}24}{0{}87} = \frac{24}{87} olur.
İstenen durum olan B hattındaki zamanında ulaşan trenlerin olasılığını, tüm zamanında ulaşan trenlerin olasılığına oranlamak için.
4
Elde edilen kesrin sadeleştirilmesi ve pay ile payda toplamının hesaplanması
Kesrin en sade hali 829\frac{8}{29} olup, 8+29=378 + 29 = 37 bulunur.
Soruda istenen en sade kesir biçimindeki pay ve payda toplamı a+ba+b değerini bulmak için.

Anahtar Kavram

Koşullu Olasılık
Soru 3008Soru

Yalıtkan bir ortamda yer çekimi kuvveti ve tüm sürtünmeler önemsizdir. Bu ortamda aralarında dd uzaklığı bulunan iki iletken paralel levha, potansiyel farkı VV olan bir üretece bağlanmıştır. Levhaların tam ortasından levhalara paralel v0\vec{v}_0 hızıyla fırlatılan +q+q yüklü noktasal parçacığın, yeterince uzun olan karşı levhaya çarpma hızının büyüklüğü levhalar arasındaki dd uzaklığına bağlı değildir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Parçacığın karşı levhaya çarpma hızının büyüklüğü levhalar arasındaki uzaklığa bağlı değildir.
Elektriksel kuvvetin yaptığı iş W=qΔVW = q \cdot \Delta V bağıntısıyla bulunur. Parçacık levhaların tam ortasından karşı levhaya ulaştığında katettiği potansiyel farkı V2\frac{V}{2} kadardır. Bu değer levhalar arasındaki uzaklıktan bağımsız olduğu için yapılan iş ve dolayısıyla kinetik enerji değişimi de uzaklığa bağlı olmaz.

Adım Adım Çözüm

1
Levhalar arasındaki elektrik alanın ve parçacığa etki eden elektriksel kuvvetin ifadesinin yazılması
E=VdE = \frac{V}{d} ve F=qE=qVdF = q \cdot E = \frac{qV}{d}
Düzgün elektrik alanda yüklü parçacığa etki eden net kuvveti belirlemek amacıyla bu bağıntılar kurulur.
2
Parçacığın düşey doğrultuda (elektrik alan yönünde) alacağı yolun belirlenmesi
Δy=d2\Delta y = \frac{d}{2}
Parçacık levhaların tam ortasından fırlatıldığı i��in karşı levhaya ulaşana kadar levhalar arası mesafenin yarısını kateder.
3
Elektriksel kuvvetin parçacık üzerinde yaptığı işin hesaplanması
W=FΔy=(qVd)d2=12qVW = F \cdot \Delta y = \left(\frac{qV}{d}\right) \cdot \frac{d}{2} = \frac{1}{2} q V
Yapılan iş, kuvvet ile kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmenin çarpımı ile bulunur. Bu işlemde dd terimleri birbirini sadeleştirir.
4
İş-enerji teoreminin uygulanarak çarpma hızının analiz edilmesi
W=ΔEk12qV=12mv212mv02W = \Delta E_k \Rightarrow \frac{1}{2} q V = \frac{1}{2} m v^2 - \frac{1}{2} m v_0^2 olduğundan çarpma hızı v=v02+qVmv = \sqrt{v_0^2 + \frac{qV}{m}} olur.
Net kuvvetin yaptığı iş cismin kinetik enerjisindeki değişime eşittir. Sonuç formülünde dd parametresi yer almadığından çarpma hızı dd uzaklığına bağlı değildir.

Anahtar Kavram

Paralel levhalar arasında yapılan işin uzaklıktan bağımsızlığı ve iş-enerji ilişkisi
Soru 3009Soru

Dik koordinat düzleminde, f(x)=x22x3f(x) = x^2 - 2x - 3 parabolü, x=0x = 0 ve x=4x = 4 doğruları ile xx-ekseni arasında kalan sınırlı bölgelerin alanları toplamı kaç birimkaredir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 343\frac{34}{3}

Cevap

Sınırlı bölgelerin alanları toplamı 343\frac{34}{3} birimkaredir.
Toplam alan, fonksiyonun xx-ekseninin altında kalan kısmının alanı (99) ile üstünde kalan kısmının alanının (73\frac{7}{3}) toplanmasıyla 343\frac{34}{3} olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Parabolün xx-eksenini kestiği noktaları bulmak için fonksiyon sıfıra eşitlenir.
x22x3=0    (x3)(x+1)=0x^2 - 2x - 3 = 0 \implies (x - 3)(x + 1) = 0 denkleminden kökler x=1x = -1 ve x=3x = 3 olarak bulunur. Soruda verilen [0,4][0, 4] aralığ��nda parabolün xx-eksenini kestiği nokta x=3x = 3 noktasıdır.
Fonksiyonun bu aralıkta işaret değiştirdiği noktayı bulmak, integral sınırlarını doğru parçalara ayırmak için gereklidir.
2
[0,3][0, 3] aralığında xx-ekseninin altında kalan bölgenin alanı hesaplanır.
Bu aralıkta f(x)0f(x) \le 0 olduğundan alan: A1=03f(x)dx=03(x2+2x+3)dx=[x33+x2+3x]03=(9+9+9)0=9A_1 = \int_{0}^{3} -f(x) \, dx = \int_{0}^{3} (-x^2 + 2x + 3) \, dx = \left[ -\frac{x^3}{3} + x^2 + 3x \right]_{0}^{3} = (-9 + 9 + 9) - 0 = 9 birimkaredir.
Eğrinin xx-ekseninin altında kalan kısımlarında integral değeri negatif çıkacağından, alanın pozitif değerini elde etmek için integral eksi ile çarpılır.
3
[3,4][3, 4] aralığında xx-ekseninin üstünde kalan bölgenin alanı hesaplanır.
Bu aralıkta f(x)0f(x) \ge 0 olduğundan alan: A2=34f(x)dx=34(x22x3)dx=[x33x23x]34=(6431612)(999)=(64328)(9)=203+9=73A_2 = \int_{3}^{4} f(x) \, dx = \int_{3}^{4} (x^2 - 2x - 3) \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} - x^2 - 3x \right]_{3}^{4} = \left( \frac{64}{3} - 16 - 12 \right) - (9 - 9 - 9) = \left( \frac{64}{3} - 28 \right) - (-9) = -\frac{20}{3} + 9 = \frac{7}{3} birimkaredir.
Eğrinin xx-ekseninin üstünde kalan kısımlarında integral değeri doğrudan alanı verir.
4
Elde edilen alan değerleri toplanarak toplam alan bulunur.
Toplam Alan =A1+A2=9+73=343= A_1 + A_2 = 9 + \frac{7}{3} = \frac{34}{3} birimkare bulunur.
Toplam sınırlı bölgenin alanını bulmak için her iki bölgenin alanları toplanmalıdır.

Anahtar Kavram

Belirli integral ile alan hesabında, fonksiyonun xx-ekseninin altında kaldığı aralıklarda integral değerinin negatif olduğu dikkate alınarak alanın pozitif çıkması için integralin önüne eksi işareti konur veya mutlak değeri alınır.

Alternatif Yöntem

Alternatif olarak, parabolün grafiği çizilip tepe noktası (1,4)(1, -4) ve kesim noktaları belirlenerek alanların koordinat düzlemindeki dağılımı görsel olarak incelenebilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3010Soru

Taban yarıçapı 6 cm6\text{ cm} ve yüksekli��i 12 cm12\text{ cm} olan bir dik dairesel koninin içerisine, tabanı koninin tabanı ile çakışacak biçimde bir dik dairesel silindir yerleştirilecektir. Buna göre, bu silindirin hacmi en fazla kaç π cm3\pi\text{ cm}^3 olabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 64

Cevap

En büyük hacimli silindirin hacmi 64π cm364\pi\text{ cm}^3 olup aranan değer 64'tür.
Koninin içerisine yerleştirilebilecek en büyük hacimli silindirin boyutları benzerlik oranı kullanılarak h=122rh = 12 - 2r şeklinde yazılır. Hacim fonksiyonunun türevi yardımıyla maksimum hacmi veren yarıçap r=4 cmr = 4\text{ cm} olarak bulunur. Bu değer hacim formülünde yerine yazıldığında maksimum hacim 64π cm364\pi\text{ cm}^3 elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Silindirin yarıçapı rr ve yüksekliği hh değişkenleri arasında benzerlik yardımıyla bir bağıntı kurun.
h=122rh = 12 - 2r
Koninin ana doğrusu ve yüksekliği ile silindirin kesiti arasında oluşan benzer üçgenlerden 12h12=r6\frac{12-h}{12} = \frac{r}{6} elde edilir.
2
Silindirin hacmini veren fonksiyonu rr değişkenine bağlı olarak yazın.
V(r)=12πr22πr3V(r) = 12\pi r^2 - 2\pi r^3
Silindirin hacmi V=πr2hV = \pi r^2 h formülüyle hesaplanır. Burada h=122rh = 12 - 2r ifadesi yerine yazılır.
3
Hacim fonksiyonunun maksimum noktasını bulmak için türevini al��p sıfıra eşitleyin.
r=4r = 4
Fonksiyonun yerel ekstremum noktalarında birinci türevi sıfırdır. V(r)=24πr6πr2=6πr(4r)=0V'(r) = 24\pi r - 6\pi r^2 = 6\pi r(4-r) = 0 denkleminin kökleri r=0r=0 ve r=4r=4 olup, maksimum hacim r=4r=4 için gerçekleşir.
4
Maksimum hacmi hesaplayın.
V(4)=64πV(4) = 64\pi
r=4r = 4 için V(4)=π42(1224)=64πV(4) = \pi \cdot 4^2 \cdot (12 - 2 \cdot 4) = 64\pi elde edilir. Hacmin π\pi cinsinden değeri sorulduğu için aranan sayı 64'tür.

Anahtar Kavram

Türev yardımıyla maksimum ve minimum değerlerin bulunması, geometrik şekillerde optimizasyon problemleri.
Soru 3011Soru

Yüzey alanı 0,5 m20,5\text{ m}^2 olan düzlemsel bir tel halka, 4 T4\text{ T} büyüklüğündeki düzgün manyetik alana dik konumda tutulmaktadır. Halka 0,2 s0,2\text{ s} içinde manyetik alan dışına tamamen çıkarılıyor.

Buna göre, bu süreçte halkada oluşan ortalama indüksiyon elektromotor kuvvetinin büyüklü��ü kaç V\text{V}'tur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Halkada oluşan ortalama indüksiyon elektromotor kuvvetinin büyüklüğü 10 V10\text{ V}'tur.
Faraday İndüksiyon Yasası'na göre bir devrede oluşan indüksiyon emk'sinin büyüklüğü, devreden geçen manyetik akının birim zamandaki değişim hızına eşittir. Halkanın alanı 0,5 m20,5\text{ m}^2 ve dik yerleştiği manyetik alan 4 T4\text{ T} olduğuna göre ilk akı Φi=40,5=2 Wb\Phi_i = 4 \cdot 0,5 = 2\text{ Wb}'dir. Halka alandan çıkarılınca son akı sıfır olur. 0,2 s0,2\text{ s} sürede gerçekleşen 2 Wb2\text{ Wb}'lik akı değişimi sonucunda oluşan emk büyüklüğü ϵ=20,2=10 V\epsilon = \frac{2}{0,2} = 10\text{ V} olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Başlangıçtaki manyetik akıyı hesaplama
Φi=2 Wb\Phi_i = 2\text{ Wb}
Manyetik akı Φ=BAcos(θ)\Phi = B \cdot A \cdot \cos(\theta) formülüyle bulunur. Dik konumda olunduğu için Φi=40,5=2 Wb\Phi_i = 4 \cdot 0,5 = 2\text{ Wb} olur.
2
Son durumdaki manyetik akıyı belirleme
Φf=0 Wb\Phi_f = 0\text{ Wb}
Halka manyetik alandan tamamen uzaklaştırıldığı için içinden geçen manyetik akı sıfırlanır.
3
İndüksiyon elektromotor kuvvetini hesaplama
ϵ=10 V\epsilon = 10\text{ V}
Faraday Yasası'na göre indüksiyon emk büyüklüğü ϵ=ΔΦΔt\epsilon = \frac{|\Delta\Phi|}{\Delta t} bağıntısıyla hesaplanır. Değerler yerine konulduğunda ϵ=20,2=10 V\epsilon = \frac{2}{0,2} = 10\text{ V} bulunur.

Anahtar Kavram

Faraday İndüksiyon Yasası
Soru 3012Soru

Yatay ve sürtünmesiz bir buz pistinde +x+x yönünde 15 m/s15\text{ m/s} sabit süratle kaymakta olan 0,4 kg0,4\text{ kg} kütleli bir pak (buz hokeyi diski), bir oyuncunun sopasıyla vurması sonucu +y+y yönünde 20 m/s20\text{ m/s} sabit süratle hareket etmeye başlıyor. Buna göre, oyuncunun sopasıyla paka uyguladığı itmenin büyüklüğü kaç Ns\text{N}\cdot\text{s}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Oyuncunun sopasıyla paka uyguladığı itmenin büyüklüğü 10 N·s'dir.
İtme, çizgisel momentumdaki değişime eşittir (I=ΔP=P2P1\vec{I} = \Delta \vec{P} = \vec{P}_2 - \vec{P}_1). Pakın ilk momentumu +x+x yönünde 6 kgm/s6\text{ kg}\cdot\text{m/s}, son momentumu ise +y+y yönünde 8 kgm/s8\text{ kg}\cdot\text{m/s} büyüklüğündedir. Bu iki vektör birbirine dik olduğu için, fark vektörünün büyüklüğü Pisagor bağıntısı (I=62+82I = \sqrt{6^2 + 8^2}) kullanılarak 10 Ns10\text{ N}\cdot\text{s} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
İlk momentumun hesaplanması
P1=6 kgm/sP_1 = 6\text{ kg}\cdot\text{m/s} (+x+x yönünde)
Momentum değişimini bulmak için öncelikle pakın ilk momentum vektörü hesaplanır.
2
Son momentumun hesaplanması
P2=8 kgm/sP_2 = 8\text{ kg}\cdot\text{m/s} (+y+y yönünde)
Momentum değişimini bulmak için pakın son momentum vektörü hesaplanır.
3
Momentum değişiminin (itmenin) vektörel olarak hesaplanması
ΔP=10 kgm/s\Delta P = 10\text{ kg}\cdot\text{m/s} (veya 10 Ns10\text{ N}\cdot\text{s})
İtme, momentum değişimine eşittir (I=ΔP=P2P1\vec{I} = \Delta \vec{P} = \vec{P}_2 - \vec{P}_1). Birbirine dik iki vektörün farkının büyüklüğü Pisagor bağıntısı yardımıyla bulunur.

Anahtar Kavram

İtme ve Çizgisel Momentum Değişimi İlişkisi (İtme-Momentum Teoremi)
Soru 3013Soru

Elektriksel alanda bulunan bir AA noktasının elektriksel potansiyeli 20 V20 \text{ V}, BB noktasının elektriksel potansiyeli ise 50 V50 \text{ V} olarak ölçülmüştür.

Buna göre, +0,4 C+0,4 \text{ C}'luk noktasal bir yükü AA noktasından BB noktasına sabit hızla götürmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılması gereken iş kaç Joule\text{Joule}'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 12

Cevap

Elektriksel kuvvetlere karşı yapılması gereken iş 12 J12\text{ J}'dür.
Elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş, taşınan yük ile iki nokta arasındaki potansiyel farkın çarpımına eşittir (W=qΔVW = q \cdot \Delta V). Yük A'dan B'ye taşındığı için potansiyel fark ΔV=VBVA=50 V20 V=30 V\Delta V = V_B - V_A = 50\text{ V} - 20\text{ V} = 30\text{ V} olur. Buradan yapılan iş W=0,430=12 JW = 0,4 \cdot 30 = 12\text{ J} olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
A ve B noktaları arasındaki potansiyel farkı belirlenir.
ΔV=30 V\Delta V = 30\text{ V}
Elektriksel iş, taşınan yük ile gidilen iki nokta arasındaki potansiyel farkın çarpımına eşittir. Potansiyel fark ΔV=VsonVilk=VBVA=50 V20 V=30 V\Delta V = V_{\text{son}} - V_{\text{ilk}} = V_B - V_A = 50\text{ V} - 20\text{ V} = 30\text{ V} olarak bulunur.
2
Elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş hesaplanır.
W=12 JW = 12\text{ J}
W=qΔVW = q \cdot \Delta V formülünden, +0,4 C+0,4\text{ C}'luk yükün taşınması için yapılması gereken iş W=0,4 C×30 V=12 JW = 0,4\text{ C} \times 30\text{ V} = 12\text{ J} olarak elde edilir.

Anahtar Kavram

Bir yükün iki nokta arasında taşınması sırasında elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iş, yük miktarı ile noktalar arasındaki potansiyel farkın çarpımına eşittir (W=qΔVW = q \cdot \Delta V).
Soru 3014Soru

Bir güneş enerjisi santralinde, panellerin tozlanması sebebiyle üretilen günlük elektrik enerjisi miktarı her gün bir önceki güne göre sabit bir oranda azalmaktadır. Bu santralde 1. gün üretilen elektrik enerjisi miktarı 640 kWh640\text{ kWh}, 4. gün üretilen elektrik enerjisi miktarı ise 270 kWh270\text{ kWh} olarak ölçülmüştür. Buna göre, bu santralde ilk 3 günde üretilen toplam elektrik enerjisi miktarı kaç kWh\text{kWh}'tir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1480

Cevap

Santralde ilk 3 günde üretilen toplam elektrik enerjisi miktarı 1480 kWh'tir.
Santralin günlük elektrik üretimi geometrik bir dizi oluşturmaktadır. Birinci terimi 640 ve dördüncü terimi 270 olan bu dizinin ortak oranı 3/4'tür. İkinci terim 480 ve üçüncü terim 360 olup, ilk üç günün toplamı 1480 olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Tozlanma nedeniyle üretimin sabit bir oranda azalması durumunu geometrik dizi olarak modellemek amacıyla birinci günün üretimini birinci terim (a1=640a_1 = 640) ve dördüncü günün üretimini dördüncü terim (a4=270a_4 = 270) olarak belirlemek.
a1=640a_1 = 640 ve a4=270a_4 = 270 değerleri elde edilir.
Soruda verilen günlere ait üretim miktarlarını dizinin terimleriyle ilişkilendirmek.
2
Geometrik dizinin terimleri arasındaki a4=a1r3a_4 = a_1 \cdot r^3 ilişkisini kullanarak dizinin ortak oranını (rr) hesaplamak. 270=640r3    r3=270640=2764270 = 640 \cdot r^3 \implies r^3 = \frac{270}{640} = \frac{27}{64} eşitliğinden her iki tarafın küp kökü alınır.
r=34r = \frac{3}{4} olarak bulunur.
Sonraki günlerin üretim miktarlarını hesaplayabilmek için ortak çarpanı (azalış oranını) tespit etmek.
3
Bulunan ortak oran yardımıyla 2. ve 3. günlerin üretim miktarlarını bulup ilk 3 günün toplamını hesaplamak. a2=64034=480 kWha_2 = 640 \cdot \frac{3}{4} = 480\text{ kWh}, a3=48034=360 kWha_3 = 480 \cdot \frac{3}{4} = 360\text{ kWh} değerleri hesaplanır. İlk üç günün toplamı S3=640+480+360S_3 = 640 + 480 + 360 şeklinde toplanır.
S3=1480 kWhS_3 = 1480\text{ kWh} elde edilir.
İlk 3 günde üretilen toplam elektrik enerjisi miktarını bulmak.

Anahtar Kavram

Geometrik dizilerin günlük hayattaki azalış/artış problemlerine uygulanması ve ilk n terim toplamının bulunması.
Soru 3015Soru
Gerçel sayılar kümesi üzerinde tanımlı ve sürekli bir ff fonksiyonu için
02(x1)f(x)dx=8\int_{0}^{2} (x - 1) f(x) \, dx = 8
15(x1)f(x)dx=12\int_{1}^{5} (x - 1) f(x) \, dx = 12
eşitlikleri veriliyor.
Buna göre,
02x3f(x2+1)dx\int_{0}^{2} x^3 f(x^2 + 1) \, dx
integralinin değeri kaçtır?
Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 6

Cevap

İntegralin doğru değeri 6'dır.
Değişken değiştirme yapılıp sınırlar güncellendiğinde integral 1215(u1)f(u)du\frac{1}{2} \int_{1}^{5} (u-1)f(u) \, du şekline gelir. Verilen 15(x1)f(x)dx=12\int_{1}^{5} (x-1)f(x) \, dx = 12 değeri kullanılarak doğru yanıt 6 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
İntegralde de��işken değiştirme yöntemi uygulanır. u=x2+1u = x^2 + 1 dönüşümü yapılır.
Diferansiyel alındığında du=2xdxdu = 2x \, dx elde edilir. Buradan xdx=du2x \, dx = \frac{du}{2} ve x2=u1x^2 = u - 1 bulunur.
İntegrali uu değişkenine bağlı olarak ifade etmek için.
2
Belirli integralin sınırları yeni değişken uu'ya göre güncellenir.
Alt sınır x=0x = 0 için u=02+1=1u = 0^2 + 1 = 1, üst sınır x=2x = 2 için u=22+1=5u = 2^2 + 1 = 5 olur.
Değişken değiştirildiğinde integral sınırlarının da güncellenmesi gerektiği için.
3
Dönüşümler ve yeni sınırlar integralde yerine yazılarak ifade düzenlenir.
02x3f(x2+1)dx=15(u1)f(u)du2=1215(u1)f(u)du\int_{0}^{2} x^3 f(x^2 + 1) \, dx = \int_{1}^{5} (u - 1) f(u) \frac{du}{2} = \frac{1}{2} \int_{1}^{5} (u - 1) f(u) \, du elde edilir.
Verilen integral ifadesini bilinen integral biçimine dönüştürmek için.
4
Soruda verilen 15(x1)f(x)dx=12\int_{1}^{5} (x - 1) f(x) \, dx = 12 eşitliği kullanılarak integral hesaplanır.
1212=6\frac{1}{2} \cdot 12 = 6 bulunur.
Doğru sınırlar altındaki integral değeri yerine yazılarak sonuca ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Belirli integralde değişken değiştirme yöntemi uygulanırken sınırların ve diferansiyel ifadesinin doğru güncellenmesi
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3016Soru

Bir üretecin uçlarına bağlanarak yüklenen paralel levhalı bir sığaç (kondansatör), üreteçten ayrılmadan levhaları arasına dielektrik katsayısı havanınkinden daha büyük olan katı bir yalıtkan yerleştiriliyor.

Buna göre, sığaç ile ilgili;

I. Levhaları arasındaki potansiyel farkı değişmez.
II. Depoladığı elektriksel potansiyel enerji artar.
III. Levhaları arasındaki elektrik alan şiddeti azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Sığacın potansiyel farkı değişmez ve depoladığı elektriksel potansiyel enerji artar.
Üreteç sığaca bağlı kaldığı sürece potansiyel farkı (VV) sabit kalır. Levhalar arasına dielektrik madde konulduğunda sığa (CC) artar, bu nedenle depolanan enerji (E=12CV2E = \frac{1}{2} C V^2) artar. Elektrik alan (Ee=VdE_e = \frac{V}{d}) ise değişmez. Dolayısıyla potansiyel farkın değişmediğini ve enerjinin arttığını belirten öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sığacın üretece bağlı kalma durumunu incelemek.
Sığacın uçları arasındaki potansiyel farkı (VV) sabit kalır.
Üreteç sığaca bağlı kaldığı sürece sığacın levhaları arasındaki potansiyel fark üretecin gerilimine eşit olur.
2
Levhalar arasına dielektrik malzeme yerleştirilmesinin sığaya etkisini belirlemek.
Sığa (CC) artar.
Sığa formülü C=ϵAdC = \epsilon \frac{A}{d} şeklindedir. Levhalar arasına dielektrik katsayısı (ϵ\epsilon) havanınkinden büyük bir madde yerleştirildiğinde sığa değeri artar.
3
Sığaçta depolanan elektriksel potansiyel enerjiyi hesaplamak.
Depolanan enerji (EE) artar.
Depolanan enerji E=12CV2E = \frac{1}{2} C V^2 formülüyle hesaplanır. Potansiyel fark (VV) sabitken sığa (CC) arttığı için depolanan enerji de artar.
4
Levhalar arasındaki elektrik alan şiddetini belirlemek.
Elektrik alan şiddeti (EeE_e) değişmez.
Düzgün elektrik alan formülü Ee=VdE_e = \frac{V}{d} şeklindedir. Potansiyel fark (VV) ve levhalar arası uzaklık (dd) değişmediği için elektrik alan şiddeti sabit kalır.

Anahtar Kavram

Sığacın üretece bağlı olduğu durumlarda sığa, potansiyel fark, elektrik alan ve depolanan enerji arasındaki ilişkiler.
Soru 3017Soru
log35=x \log_3 5 = x
log25=y \log_2 5 = y

olduğuna göre, log3018\log_{30} 18 ifadesinin xx ve yy türünden eşiti aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: x+2yxy+x+y\frac{x + 2y}{xy + x + y}

Cevap

x+2yxy+x+y\frac{x + 2y}{xy + x + y}
Verilen ifadelerde ortak olan 5 sayısı taban olarak seçilip taban değiştirme kuralı uygulandığında log53=1x\log_5 3 = \frac{1}{x} ve log52=1y\log_5 2 = \frac{1}{y} değerleri elde edilir. İstenen log3018\log_{30} 18 ifadesi 5 tabanında log518log530\frac{\log_5 18}{\log_5 30} şeklinde yazıldıktan sonra asal çarpanlarına ayrılarak açılırsa log52+2log53log52+log53+1\frac{\log_5 2 + 2\log_5 3}{\log_5 2 + \log_5 3 + 1} ifadesine ulaşılır. Buradan değişkenler yerine yazılıp payda eşitlendiğinde doğru cevap x+2yxy+x+y\frac{x + 2y}{xy + x + y} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen logaritma ifadelerinin argümanlarının ortak olmasından yararlanarak taban değiştirme kuralı yardımıyla ifadeleri 5 tabanında yazmak.
log53=1x\log_5 3 = \frac{1}{x} ve log52=1y\log_5 2 = \frac{1}{y}
Soruda verilen logab=1logba\log_a b = \frac{1}{\log_b a} özelliğini kullanarak tüm verileri tek bir tabanda (5 tabanında) toplamak işlemlerimizi kolaylaştıracaktır.
2
Aranan log3018\log_{30} 18 ifadesini de taban değiştirme kuralını kullanarak 5 tabanında oran şeklinde ifade etmek.
log3018=log518log530\log_{30} 18 = \frac{\log_5 18}{\log_5 30}
Eldeki veriler 5 tabanında olduğundan, aranan ifadeyi de 5 tabanında yazarak değişkenleri yerine koyabilmeyi sağlamak.
3
Pay ve paydadaki sayıları asal çarpanlarına ayırarak logaritmanın çarpma ve üs özelliklerini uygulamak.
log518=log5(232)=log52+2log53\log_5 18 = \log_5 (2 \cdot 3^2) = \log_5 2 + 2\log_5 3 ve log530=log5(235)=log52+log53+1\log_5 30 = \log_5 (2 \cdot 3 \cdot 5) = \log_5 2 + \log_5 3 + 1
Logaritmanın çarpım özelliğini (loga(mn)=logam+logan\log_a (m \cdot n) = \log_a m + \log_a n) ve üs özelliğini (logamp=plogam\log_a m^p = p \cdot \log_a m) kullanarak ifadeleri log52\log_5 2 ve log53\log_5 3 cinsinden açmak.
4
Elde edilen ifadede log53=1x\log_5 3 = \frac{1}{x} ve log52=1y\log_5 2 = \frac{1}{y} değerlerini yerine yazıp paydaları eşitleyerek ifadeyi sadeleştirmek.
1y+2x1y+1x+1=x+2yxyx+y+xyxy=x+2yxy+x+y\frac{\frac{1}{y} + \frac{2}{x}}{\frac{1}{y} + \frac{1}{x} + 1} = \frac{\frac{x + 2y}{xy}}{\frac{x + y + xy}{xy}} = \frac{x + 2y}{xy + x + y}
Rasyonel ifadede payda eşitleme ve sadeleştirme işlemlerini tamamlayarak xx ve yy türünden nihai sonucu elde etmek.

Anahtar Kavram

Logaritma Fonksiyonunda Taban Değiştirme ve Özellikler

Alternatif Yöntem

Verilen ifadeleri 5 tabanına dönüştürmek yerine, her iki ifadeyi doğrudan taraf tarafa bölerek log32=yx\log_3 2 = \frac{y}{x} ilişkisi elde edilebilir. Ardından aranan log3018\log_{30} 18 ifadesi 3 tabanında yazılıp bu değerler yerine konularak da aynı sonuca ulaşılabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 3018Soru

f:RRf: \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R} sürekli bir fonksiyon olmak üzere,

12f(x)dx=6\int_{1}^{2} f(x) \, dx = 6
25f(x)dx=12\int_{2}^{5} f(x) \, dx = 12

eşitlikleri veriliyor.

Buna göre,

12f(3x1)dx\int_{1}^{2} f(3x - 1) \, dx

integralinin değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4

Cevap

Değeri 4 olan seçenek doğrudur.
Doğru cevap 4 değerini içeren seçenektir. u=3x1u = 3x - 1 dönüşümü yapıldığında diferansiyelden gelen 13\frac{1}{3} katsayısı ve sınırların 22 ile 55 olarak güncellenmesiyle integral 1325f(u)du\frac{1}{3} \int_{2}^{5} f(u) \, du haline gelir. Bu ifade, verilen ikinci integralin 13\frac{1}{3} katına eşittir ve sonucu 4 yapar.

Adım Adım Çözüm

1
İntegralde değişken değiştirme yöntemi uygulanır: u=3x1u = 3x - 1 dönüşümü yapılır.
Bu dönüşümün her iki tarafının diferansiyeli alındığında du=3dxdu = 3 \, dx elde edilir. Buradan dx=13dudx = \frac{1}{3} \, du bulunur.
İntegral değişkenini x'ten u'ya çevirmek için diferansiyeller arasındaki ilişki kurulmalıdır.
2
Belirli integralin sınırları yeni değişken olan u değerlerine göre güncellenir.
Alt sınır için x=1u=3(1)1=2x = 1 \Rightarrow u = 3(1) - 1 = 2 olur. Üst sınır için x=2u=3(2)1=5x = 2 \Rightarrow u = 3(2) - 1 = 5 olur.
Değişken değiştirme yapıldığında integral sınırlarının da yeni değişkene göre güncellenmesi zorunludur.
3
Elde edilen yeni integral ifadesi yazılır ve verilen değer yerine konularak hesaplama tamamlanır.
12f(3x1)dx=25f(u)13du=1325f(u)du\int_{1}^{2} f(3x - 1) \, dx = \int_{2}^{5} f(u) \cdot \frac{1}{3} \, du = \frac{1}{3} \int_{2}^{5} f(u) \, du elde edilir. Soruda verilen 25f(x)dx=12\int_{2}^{5} f(x) \, dx = 12 değeri yerine yazıldığında sonuç 1312=4\frac{1}{3} \cdot 12 = 4 olarak bulunur.
Yeni integralin değeri, sınırları güncellenmiş ve diferansiyel katsayısı eklenmiş haliyle hesaplanır.

Anahtar Kavram

Belirli İntegralde Değişken Değiştirme Yöntemi ve Sınırların Güncellenmesi
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3019Soru

Sürtünmesiz yatay düzlemde +x+x yönünde sabit vv hızıyla hareket etmekte olan 3m3m kütleli bir cisim, iç patlama sonucu her birinin kütlesi mm olan üç parçaya ayrılıyor. Patlamadan hemen sonra parçalardan birincisi +y+y yönünde vv hızıyla, ikincisi ise y-y yönünde 2v2v hızıyla hareket ediyor.

Buna göre, patlama olayı ile ilgili;

I. Üçüncü parçanın hızının büyüklüğü 10v\sqrt{10}v olur.
II. Patlama sırasında kimyasal enerjiden mekanik enerjiye dönüşen enerji miktarı 6mv26mv^2 kadardır.
III. Üçüncü parçanın momentumunun yatay bileşeni, cismin patlamadan önceki momentumuna eşittir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

Birinci, ikinci ve üçüncü öncüllerin tamamı doğrudur.
Sistemde dış bir kuvvet olmadığından momentum korunur. Başlangıçta yalnızca +x+x yönünde momentum varken, patlama sonrası birinci ve ikinci parçaların sadece düşey momentumları vardır. Bu düşey momentumların sıfırlanabilmesi ve toplam yatay momentumun korunabilmesi için üçüncü parçanın hız bileşenleri v3x=3vv_{3x} = 3v ve v3y=vv_{3y} = v olmak zorundadır. Buradan hızın büyüklüğü 10v\sqrt{10}v ve parçanın yatay momentumu başlangıçtaki toplam momentuma eşit çıkar. Patlama öncesi ve sonrası kinetik enerji farkı da açığa çıkan kimyasal enerjinin mekanik karşılığı olan 6mv26mv^2'yi verir. Bu doğrultuda tüm öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Momentumun korunumu yasasını +x+x ve +y+y eksenleri için ayrı ayrı uygulamak.
Sistemin başlangıçtaki momentumu Pilk=(3mv,0)\vec{P}_{\text{ilk}} = (3mv, 0)'dır. Patlama sonrası parçaların momentumları toplamı buna eşit olmalıdır: Pilk=p1+p2+p3\vec{P}_{\text{ilk}} = \vec{p}_1 + \vec{p}_2 + \vec{p}_3. Birinci parça için p1=(0,mv)\vec{p}_1 = (0, mv), ikinci parça için p2=(0,2mv)\vec{p}_2 = (0, -2mv) yazılır. Buradan üçüncü parçanın momentumu p3=(3mv,mv)\vec{p}_3 = (3mv, mv) olarak bulunur.
Dış kuvvetlerin etki etmediği iç patlamalarda çizgisel momentum korunur.
2
Üçüncü parçanın hızının büyüklüğünü hesaplamak.
Üçüncü par��anın kütlesi mm olduğundan, momentum bileşenleri p3x=3mvp_{3x} = 3mv ve p3y=mvp_{3y} = mv olur. Hız bileşenleri ise v3x=3vv_{3x} = 3v ve v3y=vv_{3y} = v şeklindedir. Hızın büyüklüğü v3=(3v)2+v2=10vv_3 = \sqrt{(3v)^2 + v^2} = \sqrt{10}v olarak elde edilir. Bu durum I. öncülü doğrular.
Hız vektörünün büyüklüğü, bileşenlerinin karelerinin toplamının kareköküdür.
3
Patlama öncesi ve sonrası kinetik enerjileri karşılaştırarak dönüşen enerji miktarını bulmak.
Başlangıçtaki kinetik enerji Eilk=12(3m)v2=1.5mv2E_{\text{ilk}} = \frac{1}{2} (3m) v^2 = 1.5 mv^2 olur. Patlama sonrasındaki toplam kinetik enerji Eson=E1+E2+E3=12mv2+12m(2v)2+12m(10v)2=0.5mv2+2mv2+5mv2=7.5mv2E_{\text{son}} = E_1 + E_2 + E_3 = \frac{1}{2} m v^2 + \frac{1}{2} m (2v)^2 + \frac{1}{2} m (\sqrt{10}v)^2 = 0.5 mv^2 + 2 mv^2 + 5 mv^2 = 7.5 mv^2 olur. Dönüşen mekanik enerji ΔE=7.5mv21.5mv2=6mv2\Delta E = 7.5 mv^2 - 1.5 mv^2 = 6 mv^2 olarak bulunur. Bu durum II. öncülü doğrular.
İç enerjiden mekanik enerjiye dönüşen miktar, sistemin son ve ilk kinetik enerjileri arasındaki farka eşittir.
4
Üçüncü parçanın yatay momentumu ile sistemin ilk momentumunu karşılaştırmak.
Üçüncü parçanın yatay momentum bileşeni p3x=3mvp_{3x} = 3mv olup, cismin patlamadan önceki momentumu olan 3mv3mv değerine eşittir. Bu durum III. öncülü doğrular.
Diğer iki parçanın yatay doğrultuda momentum bileşenleri olmadığı için, sistemin başlangıçtaki yatay momentumunun tamamı üçüncü parça tarafından taşınmalıdır.

Anahtar Kavram

İç patlamalarda çizgisel momentumun vektörel korunumu ve kinetik enerji değişimleri
Soru 3020Soru

Eğim açısı 3737^\circ olan sürtünmeli bir eğik düzlemin alt ucunda durmakta olan GG ağırlıklı bir kutu, e��ik düzlem yüzeyine paralel FF büyüklüğündeki sabit bir kuvvetle sabit hızla çekilerek eğik düzlemin tepe noktasına ulaştırılıyor.

Kutu bu süreçte düşey doğrultuda hh kadar yükseldiğine ve bu basit makine düzeneğinin verimi %60\%60 olduğuna göre, kutu ile eğik düzlem yüzeyi arasındaki sürtünme katsayısı (μ\mu) kaçtır?
(sin37=0,6\sin 37^\circ = 0,6; cos37=0,8\cos 37^\circ = 0,8)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,50

Cevap

Sürtünme katsayısı μ=0,5\mu = 0,5 olmalıdır.
Sürtünmeli bir eğik düzlemde yapılan yararlı iş, cismin kazandığı potansiyel enerjidir (Wyararlı=GhW_{\text{yararlı}} = G \cdot h). Eğik düzlemin uzunluğu LL ise, düşey yükselme miktarı h=Lsin37=0,6Lh = L \cdot \sin 37^\circ = 0,6L olur. Buradan Wyararlı=0,6GLW_{\text{yararlı}} = 0,6G \cdot L elde edilir. Uygulanan FF kuvvetinin yaptığı toplam iş ise Wtoplam=FLW_{\text{toplam}} = F \cdot L kadardır. Cisim sabit hızla hareket ettiği için üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır. Bu durumda uygulanan kuvvet, eğik düzleme paralel yer çekimi bileşeni ile sürtünme kuvvetinin toplamına eşittir: F=Gsin37+fs=0,6G+μNF = G \cdot \sin 37^\circ + f_s = 0,6G + \mu \cdot N. Burada normal kuvvet N=Gcos37=0,8GN = G \cdot \cos 37^\circ = 0,8G olduğundan, F=0,6G+0,8μG=G(0,6+0,8μ)F = 0,6G + 0,8\mu \cdot G = G(0,6 + 0,8\mu) olur. Düzeneğin verimi, yapılan yararlı işin harcanan toplam enerjiye (yapılan toplam işe) oranıdır: Verim=WyararlıWtoplam=0,6GLG(0,6+0,8μ)L=0,60,6+0,8μ\text{Verim} = \frac{W_{\text{yararlı}}}{W_{\text{toplam}}} = \frac{0,6G \cdot L}{G(0,6 + 0,8\mu) \cdot L} = \frac{0,6}{0,6 + 0,8\mu}. Verim %60\%60 (0,60,6) olarak verildiğinden: 0,6=0,60,6+0,8μ    0,6+0,8μ=1    0,8μ=0,4    μ=0,50,6 = \frac{0,6}{0,6 + 0,8\mu} \implies 0,6 + 0,8\mu = 1 \implies 0,8\mu = 0,4 \implies \mu = 0,5 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Yararlı işin hesaplanması
Wyararlı=Gh=0,6GLW_{\text{yararlı}} = G \cdot h = 0,6G \cdot L
Eğik düzlemde yapılan yararlı iş, cismin kazandığı potansiyel enerjidir.
2
Uygulanan kuvvetin bileşenler cinsinden bulunması
F=0,6G+0,8μGF = 0,6G + 0,8\mu G
Sabit hızlı hareket için net kuvvet sıfır olmalı, uygulanan kuvvet yer çekimi paralel bileşeni ile sürtünme kuvvetinin toplamına eşit olmalıdır.
3
Verim formülünün uygulanarak sürtünme katsayısının çözülmesi
μ=0,5\mu = 0,5
Verim oranı %60\%60 (0,60,6) olarak verilmiştir, yararlı işin toplam işe oranından μ\mu çekilir.

Anahtar Kavram

Sürtünmeli eğik düzlemde verim ve kuvvet dengesi
Tahmini Süre:2m 0s
ÖncekiSayfa 151 / 437Sonraki
Tüm alıştırma soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin