11. Sınıf Fizik 1. Dönem 2. Yazılı Hazırlık Senaryosu
📚 11. Sınıf Fizik: 1. Dönem 2. Yazılıya Hazırlık Senaryosu (MEB Örnekleri)
Merhaba! Bu içerik, 11. sınıf fizik dersi 1. dönem 2. yazılı sınavına yönelik 5. senaryo tipinde karşılaşabileceğin MEB tarzı soruları ve çözümlerini içeren bir ders notu niteliğindedir. Senaryo soruları, farklı fizik konularını birleştirerek, günlük hayattan bir problem üzerinden analiz yapmanı ister. Hadi birlikte bu senaryoyu inceleyelim ve konuları pekiştirelim! 🎯
🧩 Senaryo 5: Dağ Yolculuğu ve Enerji Dönüşümleri
Senaryo: 1500 kg kütleli bir araba, yatayla 30° açı yapan eğimli bir dağ yolunda sabit 54 km/h hızla tırmanmaktadır. Arabanın motor gücü 75 kW'tır. Bu yolculuk sırasında sürtünme kuvveti, aracın ağırlığının yola paralel bileşeninin %20'si kadardır. Araba, 500 metre yol aldıktan sonra yolun tepe noktasına ulaşmaktadır.
🔍 Senaryoda Yer Alan Fizik Konuları:
- 📏 Vektörler ve Kuvvetlerin Bileşenleri
- ⚡ İş, Enerji ve Güç
- 🔄 Enerjinin Korunumu ve Dönüşümü
- 🚗 Hareket (Sabit Hızlı Hareket)
✏️ Senaryo Soruları ve Çözümleri:
❓ Soru 1: Arabanın sabit hızla gidebilmesi için motorun uyguladığı kuvvet kaç Newton'dur? (g = 10 m/s² alınız.)
Çözüm: Araba sabit hızla çıktığı için net kuvvet sıfırdır. Yola paralel kuvvetleri yazalım.
- Ağırlığın yola paralel bileşeni: \( F_g = m \cdot g \cdot \sin\theta \)
- \( F_g = 1500 \cdot 10 \cdot \sin30° = 1500 \cdot 10 \cdot 0.5 = 7500 \, N \)
- Sürtünme kuvveti: \( F_s = 0.20 \cdot F_g = 0.20 \cdot 7500 = 1500 \, N \)
- Motor kuvveti (\(F_m\)), bu iki kuvveti yenmelidir: \( F_m = F_g + F_s \)
- \( F_m = 7500 + 1500 = 9000 \, N \)
Cevap: Motor kuvveti 9000 N'dur.
❓ Soru 2: Motorun bu yolculuk sırasında yaptığı toplam iş kaç Joule'dür?
Çözüm: İş, kuvvet ile kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmenin çarpımıdır.
- Yer değiştirme: \( \Delta x = 500 \, m \)
- Motor kuvveti: \( F_m = 9000 \, N \)
- Yapılan iş: \( W = F_m \cdot \Delta x \)
- \( W = 9000 \cdot 500 = 4.500.000 \, J \) veya \( 4.5 \times 10^6 \, J \)
Cevap: Motorun yaptığı iş 4.5 MJ (MegaJoule)'dür.
❓ Soru 3: Bu işin ne kadarı arabanın potansiyel enerjisini artırmak için harcanmıştır?
Çözüm: Potansiyel enerji değişimi, ağırlığın yola paralel bileşeninin yaptığı işe eşittir.
- Potansiyel Enerji Değişimi (\( \Delta PE \)) = \( m \cdot g \cdot \Delta h \)
- Yükseklik değişimi: \( \Delta h = \Delta x \cdot \sin\theta = 500 \cdot 0.5 = 250 \, m \)
- \( \Delta PE = 1500 \cdot 10 \cdot 250 = 3.750.000 \, J \) veya \( 3.75 \times 10^6 \, J \)
Cevap: Harcanan enerjinin 3.75 MJ'lik kısmı potansiyel enerji artışına gitmiştir.
❓ Soru 4: Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş kaç Joule'dür ve bu enerji neye dönüşmüştür?
Çözüm: Sürtünme kuvveti, hareket yönüne zıt yöndedir ve yaptığı iş negatiftir (enerji kaybı).
- Sürtünme işi: \( W_s = -F_s \cdot \Delta x \)
- \( W_s = -1500 \cdot 500 = -750.000 \, J \) veya \( -0.75 \times 10^6 \, J \)
Cevap: Sürtünme kuvveti 750 kJ (kiloJoule) iş yapmıştır. Bu enerji, ortamda ısı enerjisine dönüşmüştür.
❓ Soru 5: Aracın verimi yüzde kaçtır? (Verim = Faydalı İş / Toplam Harcanan Enerji)
Çözüm: Bu senaryoda faydalı iş, aracın potansiyel enerjisini artırmak için harcanan iştir. Toplam harcanan enerji ise motorun yaptığı iştir.
- Verim (\( \eta \)) = \( \frac{\Delta PE}{W_{motor}} \times 100\% \)
- \( \eta = \frac{3.750.000}{4.500.000} \times 100\% \)
- \( \eta = 0.8333... \times 100\% \approx 83.33\% \)
Cevap: Sistemin verimi yaklaşık %83.3'tür. Geri kalan %16.7'lik enerji sürtünme nedeniyle ısıya dönüşmüştür.
💡 Senaryo Sorularına Nasıl Yaklaşmalısın?
- ✅ Senaryoyu Dikkatle Oku: Tüm verileri ve fiziksel durumu anla.
- ✅ Konuları İlişkilendir: Soru, hangi konuları birleştiriyor? (Burada: Kuvvet + İş-Enerji)
- ✅ Şekil Çiz: Kuvvet diyagramı çizmek her zaman işini kolaylaştırır.
- ✅ Birimlere Dikkat Et: Hızı km/h'den m/s'ye, kütleyi kg'a çevirmeyi unutma!
- ✅ Fiziksel Anlamı Düşün: Bulduğun sonucun gerçek hayatta anlamı nedir? (Örn: Verimin %100'den az olması)
Bu senaryo, MEB tarzı soruların gerçekten de günlük hayat problemlerini fizik ilkeleriyle çözmeye dayalı olduğunu gösteriyor. Benzer senaryoları farklı açılarla, farklı sürtünme katsayılarıyla kendin oluşturup çözerek pratik yapabilirsin. Başarılar! 🚀
