26.11.2014
FİZ-101 Uygulama-VII
(BölümVII: İş ve Kinetik Enerji)
1. (Young&Freedman, 6.9) 1,60 m uzunluğundaki bir ipin ucuna 0,8 kg’ lık bir top
bağlanmıştır ve top düşey bir çember çevresinde döndürülmektedir. a) Herhangi bir
noktadan başlayarak top tam bir çevrim tamamladığında, top üzerinde, ipteki
gerilimin ve yerçekimi kuvvetinin yaptığı işi hesaplayınız. b) (a) şıkkını en alt
noktadan en üst noktaya olan yarım çemberlik hareket için yineleyiniz.
2. (Young&Freedman, 6.13) Protonun kütlesi elektronun kütlesinden 1836 kat
büyüktür. a) Proton v süratiyle hareket etmektedir. Bir elektron aynı kinetik enerjiye
sahip olmak için v cinsinden hangi süratle hareket etmelidir? b) Bir elektronun kinetik
enerjisi K’ dır. Eğer protonun sürati elektronla aynıysa K cinsinden kinetik enerjisine
olur?
3. (Young&Freedman, 6.16) 20 N’ luk bir taşı yer seviyesinden yukarı doğru
atıyorsunuz. Yerden 15,0 m yükseklikte yukarıya doğru 25,0 m/s hızla gittiğini
görüyorsunuz. İş-enerji teoremini kullanarak a) yeri tam terk ettiği anda taşın süratini
ve b) yükseleceği maksimum yüksekliği bulunuz.
4. (Young&Freedman, 6.33) Yatay sürtünmesiz bir yüzeyde 6,0 kg’ lık bir kutu 3,0 m/s
süratle giderken kuvvet sabiti 75 N/m olan gevşek bir yaya çarpmaktadır. İş-enerji
teoremini kullanarak yayın maksimum sıkışmasını bulunuz.
5. (Giancoli,7.48) Başlangıçta durgun olan 2800 kg’ lık bir uzay aracı Dünya
yüzeyinden 3300 km yukarıdan düşey doğrultuda düşüyor. Aracı Dünya yüzeyine
getirirken yerçekimi kuvveti tarafından ne kadar iş yapıldığını belirleyiniz.
6. (Giancoli,7.55) 32 m/s süratle hareket eden bir beyzbol topu (m=145 gr) yakalandığı
zaman oyuncunun eldiveni geriye doğru 25 cm hareket ediyor. Top tarafından eldiven
üzerine uygulanan ortalama kuvvet kaç N’ dur?
7. (Serway&Beichner, 7.35) 10 kg kütleli bir sandık 1,5 m/s sabit hızla, pürüzlü bir
eğik düzlem boyunca çekilmektedir. Çeken kuvvet, yatayla 20  ’ lik açı yapan bir eğik
düzleme paralel olup 100 N’ dur. Kinetik sürtünme katsayısı 0,4’ tür ve sandık 5 m’
lik bir uzaklığa çekilirse, a) yerçekimine karşı ne kadar iş yapılır? b) sürtünmeye karşı
ne kadar iş yapılır? c) 100 N’ luk kuvvet ne kadar iş yapar? d) Sandığın kinetik
enerjisindeki değişim nedir? e) Sandık 5 m çekildikten sonra hızı ne olur?
8. Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 6.84) Kütlesi 1100 kg olan otomobil fren
yaparak durur. Tekerlekler ile yol arasındaki sürtünme katsayısı 0,55’ tir. Arabanın
bıraktığı fren izi 48 m ise, a) araba ve yol arasındaki sürtünme kuvveti ne kadardır?
b) Sürtünme kuvveti tarafından arabanın durması sırasında ne kadar iş yapılmıştır? c)
Frene ilk basıldığında otomobilin hızı nedir?
A. Ozansoy, 2014
1
9. (Young&Freedman, 6.82)
Şekildeki sistem için ip ve makaranın kütlesi ihmal
edilebilir ve makara sürtünmesizdir. 8,00 kg’ lık blok ile
masa arasındaki kinetik sürtünme katsayısı  k  0,250 ’ dir.
Bloklar başlangıçta durmaktadır. Enerji yöntemlerini
kullanarak 6,00 kg’ lık blok 1,50 m aşağı indiğinde bu
bloğun süratini hesaplayınız.
10. Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 6.37) Tek boyutlu bir harekette kuvvet, g1 ve g2
birer sabit olmak üzere, F ( x)  g1 x  g 2 x 2 bağıntısı ile veriliyor. Bu kuvvetin etkisi
ile parçacık x=0’ dan x=2,0 m’ ye yer değiştiriyor. Yapılan işi hesaplayınız.

11. (Serway&Beichner, 7.29) a) 3 kg’ lık bir kütle vi  (6iˆ  2 ˆj ) m / s ’ lik bir ilk hıza

sahiptir. Bu anda cismin kinetik enerjisi nedir? b) Cismin hızı vs  (8iˆ  4 ˆj ) m / s ’ ye
 
değişirse cisim üzerine yapılan toplam işi bulunuz. (İpucu v 2  v  v olduğunu
hatırlayınız.)
12. (Serway&Beichner, 7.59) 4 kg’ lık bir parçacık x-ekseni boyunca hareket etmektedir.
Konumu x(t )  t  2t 3 m şeklinde değişmektedir. a) Herhangi bir t anında kinetik
enerjiyi, b) parçacığın ivmesini ve üzerine etkiyen kuvveti, c) t anda verilen gücü ve
d) t=0 ile t=2 s aralığında parçacık üzerine yapılan işi bulunuz.
13. (Halliday& Resnick, 7.19 1) 1, 5 MWatt gücündeki lokomotif, treni ivmelendirerek
6,0 dakika içinde hızını 10 m/s’ den 25 m/s’ ye yükseltiyor. a) Sürtünmeyi ihmal
ederek trenin kütlesini hesaplayınız. b) Verilen zaman aralığında trenin hızını
zamanın fonksiyonu olarak bulunuz. c) Bu zaman aralığında trenin gittiği yolun
uzunluğunu bulunuz. d) Treni ivmelendiren kuvveti zamanın fonksiyonu olarak
bulunuz.
14. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 6.66) Yatayla 33  açı yapan bir yürüyen
merdiven, aralarındaki yükseklik farkı 5,2 m olan iki kat asında çalışmaktadır. Hızı
1,5 m/s olan merdiven en fazla, ortalama ağırlığı 75 kg olan 60 kişi taşıyabilmektedir.
Yürüyen merdivenin çalışması için motorun ne kadar güç üretmesi gerekir?
1
Fiziğin Temelleri, D. Halliday&R.Resnick, 3. Baskıdan çeviri, Arkadaş Yayınları
A. Ozansoy, 2014
2
Download

FİZ-101 Uygulama-VII (BölümVII: İş ve Kinetik Enerji)