12. sınıf Fizik · 1. dönem 1. yazılı · 12.1.2.3

12. Sınıf Fizik 1. Yazılı: Dönme ve Dönerek Öteleme Kinetik Enerjisi Soruları

Dönen ve yuvarlanan cisimlerde kinetik enerjinin eylemsizlik momenti ve açısal hıza bağlılığı.

Resmî öğrenme çıktısı

Çembersel Hareket · Dönerek Öteleme Hareketi

12.1.2.3. Dönme ve dönerek öteleme hareketi yapan cismin kinetik enerjisinin bağlı olduğu değişkenleri açıklar.

1. soru

Eğik düzlemde yarışan cisimler · 9 puan

Aynı yükseklikteki eğik düzlemlerin tepesinden üç cisim durgun olarak bırakılıyor. Kütleleri ve yarıçapları eşit olan ince bir halka ve dolu bir disk pürüzlü düzlemde kaymadan yuvarlanıyor; aynı kütleli küçük bir blok ise sürtünmesiz düzlemde kayıyor. Enerji kayıplarını ihmal ediniz.

1.14 puan
Yuvarlanan cismin toplam kinetik enerjisini oluşturan terimleri ve her terimin bağlı olduğu değişkenleri yazınız.
1.25 puan
Düzlemin sonunda blok, disk ve halkanın merkez hızlarını büyükten küçüğe sıralayınız; sıralamayı enerji paylaşımıyla açıklayınız.

Çözümü ve puanlamayı göster

1.1 tam puan 4

Örnek çözüm

E_k = ½ · m · v² + ½ · I · ω². Birinci terim öteleme kinetik enerjisidir; kütle ve merkez hızına bağlıdır. İkinci terim dönme kinetik enerjisidir; eylemsizlik momenti ve açısal hıza bağlıdır.

Puanlama

Toplam enerjinin öteleme ve dönme terimlerinden oluştuğunu yazmak2 puan
Terimlerin değişkenlerini doğru belirtmek2 puan

1.2 tam puan 5

Örnek çözüm

Sıralama: blok > disk > halka. Her cismin potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür. Blokta enerjinin tamamı ötelemeye gider. Yuvarlanan cisimlerde enerjinin bir kısmı dönmeye gider ve öteleme payı azalır. Halkanın eylemsizlik momenti daha büyük olduğundan dönme payı daha büyük, öteleme hızı daha küçüktür.

Puanlama

Sıralama: blok > disk > halka2 puan
Dönme enerjisinin öteleme payını azalttığını açıklamak2 puan
Halkanın eylemsizlik momentinin daha büyük olmasını kullanmak1 puan

Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.

2. soru

Enerji depolayan dönen çark · 8 puan

Bazı makinelerde dönme enerjisini depolamak için ağır çarklar kullanılır. Yalnızca dönme hareketi yapan üç çarkın değerleri aşağıda verilmiştir. A çarkının dönme kinetik enerjisi E’dir.

Çarkların eylemsizlik momenti ve açısal hızları
Çark	Eylemsizlik momenti	Açısal hız
A	I	ω
B	I	2ω
C	2I	ω

2.14 puan
B ve C çarklarının dönme kinetik enerjilerini E türünden bulunuz.
2.24 puan
Bir mühendis, aynı kütleyle ve aynı dönme hızında daha fazla enerji depolamak için çarkın kütlesini nereye yerleştirmelidir? Nedenini açıklayınız. Enerjiyi artırmada hızı artırmanın neden daha etkili olduğunu tablodan yararlanarak yazınız.

Çözümü ve puanlamayı göster

2.1 tam puan 4

Örnek çözüm

E_d = ½ · I · ω². B: ½ · I · (2ω)² = 4 · (½ · I · ω²) = 4E. C: ½ · (2I) · ω² = 2E.

Puanlama

Dönme kinetik enerjisi bağıntısını kullanmak1 puan
B çarkı 4E2 puan
C çarkı 2E1 puan

2.2 tam puan 4

Örnek çözüm

Kütle çarkın dış kenarına yakın toplanmalıdır; kütle eksenden uzaklaştıkça eylemsizlik momenti ve aynı açısal hızda dönme enerjisi artar. Tabloya göre eylemsizlik momentinin iki katı enerjiyi iki katına, açısal hızın iki katı ise dört katına çıkarır; çünkü enerji açısal hızın karesiyle orantılıdır.

Puanlama

Kütleyi kenara yakın yerleştirmek1 puan
Eylemsizlik momentinin arttığı gerekçesi1 puan
Enerjinin ω²’ye bağlılığını tabloyla açıklamak2 puan

Yetersiz, yanlış, belirsiz ya da boş bırakılan cevap 0 puandır.

Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımını gösterir; örnek kâğıtta bütün sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.

Bu konunun geçtiği örnek kâğıtlar

Kâğıdın tamamını çözüp kendini puanlamak için bir kâğıt seç.

Örnek Kâğıt 3: 1 soru Örnek Kâğıt 4: 1 soru

Diğer konular

Sorular resmî sınav sorusu değildir; Unikazan tarafından Ortaöğretim Fizik Dersi Öğretim Programı’na göre örnek olarak hazırlandı. Öğrenme çıktısı metni ÖDSGM konu soru dağılım tablosundan alındı (kaynak).

Ücretsiz ön görüşme

30 dakikada sana özel yol haritası

1Formu doldurDört bilgi yeterli, bir dakika sürer.
2Seni arayalımGörüşme saatini sana uygun zamana koyalım.
3Yol haritanı çıkaralımNetlerini ve hedefini konuşur, haftalık planın ilk taslağını birlikte çizeriz.

Hemen konuşmak istersen 0432 606 02 26 veya WhatsApp