11.sınıf fizik yazılı soruları ve çözümleri

11.sınıf fizik dersi 1.dönem 2.yazılı hazırlık için örnek çalışma soruları ve çözümleri. Bir ve iki boyutta sabit ivmeli atış hareketi, iş, güç ve enerji ve itme momentum ünitelerinden çözümlü sorular.

1.SORU

30 m/s hızla yukarı doğru hareket eden balondan, bir cisim balona göre 20 m/s hızla aşağı doğru atılıyor. Cisim 4 saniye sonra yere düştüğüne göre cisim yere çarptığı anda balonun yerden yüksekliği kaç metredir? (g = 10 m/s2, Sürtünmeler önemsizdir.)

Çözüm:

Cismin yere göre hızı : Vyer = 30 – 20 = 10 m/s

Cismin yer değiştirmesi (balondan atıldığı yükseklik)

h = Vo.t + 1/2. g.t2

h = 10.4 + 1/2 .10.42

h = 40 + 80 = 120 m

Balonun 4 saniyede yer değiştirmesi (yükselme miktarı) :

x = v.t yerine yazılırsa x = 30.4 = 120 m

Cisim yere çarptığında balonun yerden yüksekliği : 120 + 120 = 240 m

2.SORU

Eni, boyu eşit ve 0,2 metre olan merdiven basamaklarının üzerinde bir cisim 10 m/s hızla yatay doğrultuda atılıyor. Buna göre cisim kaçıncı basamağa düşer? (g = 10 m/s2, Sürtünmeler önemsizdir.)

Çözüm :

h = 5t2 ve x = vo.t

0,2,n = 5t2 ve 0,2n = 10.t den t = 2 s bulunur.

0,2.n = 10.2 den n = 100. basamak

3.SORU

2 kg kütleli cisim 50 m/s ilk hızla yatay düzlemle 37 açı yapacak şekilde atılıyor. Cisimle ilgili;

a) Uçuş süresi kaç saniyedir?

b) Çıkabileceği maksimum yükseklik kaç metredir?

c) Menzili kaç metre dir?

d) 5. saniyede yerden yüksekliği kaç metredir?

e) 7. saniyede hızı kaç m/s dir? (g = 10 m/s2, sürtünmeler ihmal edilecektir.)

Çözüm :

Öncelikle cismin düşey ve yatay ilk hızları bulunur.

Özel üçgenden Vx = 40 m/s ve Vy = 30 m/s dir

a) V = g.t den 40 = 10.t

tçıkış = tiniş = 4 s bulunur. tuçuş = 4 + 4 = 8 s dir.

b) h = 5t2 den h = 5.42

cismin maksimum yüksekliği 80 metre dir.

c) X = Vx. tucus

menzil X = 30.8 = 240 metre bulunur.

d) 4 saniyede maksimum yüksekliğe (80 m) çıktığına göre 4 + 1 = 5.saniye

5. saniyede aşağı doğru yer değiştirmesi 5 metre olacaktır.

80 – 5 =75 m yerden yükseklikte olur.

veya 4 saniye boyunca her saniye sırasıyla 5 15 25 35 m yol alır. Topla 80 m dir. İlk 1. saniye 5 metre yer değiştirdiğine göre geri kalan 75 metre yerden uzaklık olacaktır.

e) 7.saniyede hızı yatay ve düşey hızların bileşkesidir.

Yatayda hız sabittir, Vx = 30 m/s dir.

Düşeyde 4 + 3 = 7. saniye

7. saniye cisim aşağı doğru düşerken 3. saniyedir.

Vy = g.t den Vy = 10.3 =30 m/s dir.

4.SORU

Hareket doğrultusunda en büyük alanı 1 m2 olan 5 kg kütleli bir cisim yerden belirli bir yükseklikten serbest bırakılıyor. Havanın direnç katsayısı 0,5 olduğuna göre cismin limit hızı kaç m/s dir? ( g = 10 m/s2)

Çözüm : Yere düşen cisim için hava direnci cismin ağırlığına eşit (Fd = G) olduğu anda cismin hızı limit hıza ulaşır.

Fd = G = K.S.V2 ve G = m.g den

50 = 0,5.1.V2

Vlimit =10 m/s bulunur.

5.SORU

Kütleleri sırasıyla 4 kg ve 2 kg olan K ve L cisimlerinin yükseklikleri K nın 30 cm ve L nin 10 cm dir. Şekildeki gibi K cismi L cisminin üstündeyken, yerleri değiştirildiğinde yerçekimine karşı yapılan iş kaç J dür? ( g = 10 m/s2 , sürtünmeler önemsizdir.)

Çözüm : Enerji değişimi işe eşittir.

W = ΔEp ve ΔEp = Eson – Eilk

Öncelikle ilk ve son toplam potansiyel enerjileri bulunmalı.

Potansiyel enerji formülü; Ep = m.g.h

h olarak cisimlerin kütle merkezlerinin yerden yüksekliği alınmalıdır.

Eilk = 4.10.0,35 + 2.10.0,15 = 14 + 3 = 17 J

Eson = 4.10.0,05 + 2.10.0,25 = 2 + 5 = 7 J

W = ΔEp = 7 – 17 = -10 j bulunur.

6.SORU

K dan M ye doğru hareket eden 4 kg kütleli cisim K noktasında iken hızı 10 m/s dir. LM arası sürtünmeli ve uzunluğu 5m dir. Cisim L noktasında durduğuna göre LM arasında sürtünme katsayısı kaçtır? ( g = 10 m/s2)

Çözüm : Enerji korunumu;

Eilk = Eson

Ekinetik = Epotansiyel + Eısı

1/2.100 = 10.2 + k.10.5

50 – 20 = 50.k

30 = 50.k dan k= 0,6 bulunur.

7.SORU

Kütlesi 2 kg olan bir cisim, yere sabitlenmiş bir yaydan 90 cm yükseklikte serbest bırakılıyor. Yay üzerine düşen cisim yayı 10 cm sıkıştırdığına göre yay sabiti kaç N/m dir? ( g = 10 m/s2 , sürtünmeler önemsizdir.)

Çözüm : Enerji korunumu;

2.10.1 = 1/2 .k.12

20.2 = k yay sabiti 40 N/m bulunur.

8.SORU

Sürtünmesiz ortamda m kütleli mermi yatay doğrultuda v hızıyla durmakta olan 3m kütleli tahtaya saplanıyor ve tahta 20 m yükseliyor. Buna göre merminin hızı v kaç m/s dir? ( g = 10 m/s2)

Çözüm : Enerji korunumundan çarpışma sonrası ortak hız bulunur.

Eilk = Eson

kütleler sadeleşir, verilenler yerine yazılırsa

10.20 = 1/2 .V2

Vort = 20 m/s bulunur.

m.v + 3m.0 = ( m+3m ).20

v = 4.20 = 80 m/s merminin ilk hızı

9.SORU

Kütleleri sırasıyla 6 kg ve 2 kg olan K ve L cisimleri sürtünmesiz bir ortamda aynı doğrultuda 5 m/s ve 3 m/s sabit hızla şekildeki gibi hareket etmektedir. Cisimler çarpışma sonrası birlikte hareket ettiklerine göre;

a) Ortak hızları aç m/s dir?

b) Kinetik enerji değişimi kaç J dur?

Çözüm :

a) Momentum korunumundan;

6.5 + 2.(-3) = (6+2).Vort

30 – 6 = 8.Vort

Vort = 3 m/s bulunur.

b) Esnek çarpışma olmadığı için kinetik enerji korunmaz, ilk ve son enerji farkı;

Çarpışma öncesi kütle ve hızları verilmiş cisimlerin kinetik enerjileri;

Toplam Eilk = 75 + 9 = 84 J

Çarpışma sonrası cisimlerin toplam kinetik enerjisi;

Eson = 36 J

ΔE = Eson – Eilk = 36 – 84 = – 48 J enerji kaybı bulunur.

10.SORU

Sürtünmesiz bir ortamda, sabit hızlarla ilerleyen m ve 3m kütleli K ve L cisimleri şekildeki gibi çarpışma sonucu 10 m/s hızla kenetlenerek hareket ediyorlar. K cisminin çarpışma öncesi hızı kaç m/s dir? ( sin53 = cos37 = 0,8)

Çözüm: Momentum korunumundan;

Pilk = Pson

PK + PL = PKL

vektörel toplama işlemi ve özel üçgenden,