12. Sınıf Fizik 1. Dönem 1. Yazılı Son Hazırlık Soruları Çöz (Tüm Senaryolar)

TAM PUAN (10 puan): Ötelemede K ve L aynı anda aynı yer değiştirmeyi yaptığı için hızları eşittir (v_K = v_L). Dönmede K ve L aynı sürede aynı açıyı taradığından açısal hızları eşittir. Çizgisel hız v = ω·r bağıntısıyla bulunduğundan merkezden daha uzak olan L'nin çizgisel hızı K'ninkinden büyüktür (r_L = 3·r_K olduğundan v_L = 3·v_K).
KISMİ PUAN (5 puan): İki durumdan en az birinin sonucunu doğru yazmış (ötelemede hızlar eşit ya da dönmede L'nin hızı daha büyük) ancak yukarıdaki tam puan koşulunu sağlamamıştır. Örneğin gerekçe yoktur, gerekçe yanlıştır ya da yalnız bir durum açıklanmıştır.
SIFIR PUAN: İki durumdan hiçbirinin sonucunu doğru yazmayan (örneğin dönmede K ve L'nin çizgisel hızlarının eşit olduğunu ya da ötelemede hızların farklı olduğunu söyleyen) ya da boş bırakılan cevaplar 0 puan alır.
Püf noktası: Ötelemede cismin bütün noktalarının hızı aynıdır. Dönmede ise bütün noktaların açısal hızı aynıdır, çizgisel hız v = ω·r olduğundan dönme eksenine uzaklıkla artar.
Sık yapılan hata: Öğrenciler dönen cismin bütün noktalarının açısal hızı eşit olduğu için çizgisel hızlarının da eşit olduğunu sanır.

TAM PUAN (10 puan): a) Düzenek 2'nin eylemsizlik momenti daha büyüktür. Eylemsizlik momenti cismin kütlesine ve kütlenin dönme eksenine olan uzaklığına bağlıdır, uzaklığın karesiyle doğru orantılıdır. Kütleler aynı olduğundan eksene daha uzak olan Düzenek 2'nin eylemsizlik momenti büyüktür. (5 puan) b) Uzaklık 3 katına çıktığı için eylemsizlik momenti 3² = 9 katına çıkar. I₂/I₁ = 9 (Düzenek 2'nin eylemsizlik momenti, Düzenek 1'inkinin 9 katıdır). (5 puan)
KISMİ PUAN (5 puan): Yalnızca bir bölümü tam doğru yazarsa 5 puan alır. a) bölümünde 'Düzenek 2' demesi ve gerekçede eksene uzaklığa (kütle aynı) dayanması gerekir. b) bölümünde oranı 9 bulması gerekir. a) bölümünde yalnızca 'Düzenek 2' yazıp gerekçe yazmayan ya da gerekçesi yanlış olan öğrenci o bölümden puan alamaz.
SIFIR PUAN: Hiçbir bölümü doğru yazmayan öğrenci (a bölümünde Düzenek 1'i seçen ya da gerekçesiz yalnızca Düzenek 2'yi yazan ve b bölümünde oranı 9 bulmayan) ile boş bırakan öğrenci 0 puan alır.
Püf noktası: Eylemsizlik momenti, dönme hareketine karşı gösterilen direnci belirler. Kütleye ve kütlenin dönme eksenine uzaklığının karesine bağlıdır; kütle aynıysa eksenden uzak olan düzeneğinki büyüktür.
Sık yapılan hata: Öğrenciler uzaklık 3 katına çıkınca eylemsizlik momentinin de 3 katına çıktığını sanır; oysa uzaklığın karesiyle orantılı olduğundan 9 katına çıkar.

TAM PUAN (10 puan): Sürtünme ihmal edildiği ve dışarıdan itme uygulanmadığı için Deniz'e etki eden net tork sıfırdır; bu nedenle açısal momentumu (L = I · ω) korunur, yani sabit kalır. Kollar gövdeye çekilince kütle dönme eksenine yaklaşır, eylemsizlik momenti (I) azalır. L sabit olduğundan açısal hız (ω) artar; bu yüzden bir turu daha kısa sürede tamamlar.
KISMİ PUAN (5 puan): Aşağıdaki iki bilgiden yalnızca birini doğru yazarsa: (1) Net tork sıfır olduğu için açısal momentum korunur (sabit kalır). (2) Kollar yaklaşınca eylemsizlik momenti azalır, açısal hız artar.
SIFIR PUAN: İki bilgiden hiçbirini doğru yazmazsa; örneğin açısal hızın artışını açısal momentumla ya da eylemsizlik momentiyle ilişkilendirmeyen, yalnızca "Deniz hızlandı" diyen ya da boş bırakılan cevaplar.
Püf noktası: Net tork sıfırsa L = I · ω sabittir; eylemsizlik momenti azalırsa açısal hız artar.
Sık yapılan hata: Öğrenciler açısal momentumun arttığını söyler; oysa değişen açısal momentum değil, eylemsizlik momenti ve açısal hızdır.

TAM PUAN (10 puan): Görüşleri doğru değildir; kabinin ivmesi vardır (sıfır değildir). Düzgün çembersel harekette hızın büyüklüğü (sürat) sabit kalsa da hızın yönü sürekli değiştiği için cisim ivme kazanır. Bu ivmeye merkezcil ivme denir ve yönü her an çemberin merkezine doğrudur.
KISMİ PUAN (5 puan): Görüşlerin yanlış olduğunu, yani kabinin ivmesinin bulunduğunu yazmış; ancak nedeni (hızın yönünün sürekli değişmesi) ya da ivmenin yönünü (çemberin merkezine doğru) yazmamış ya da bunlardan en az birini yanlış yazmıştır.
SIFIR PUAN: Kabinin ivmesinin sıfır olduğunu söyleyen (görüşlere katılan), ivmenin var olduğunu belirtmeyen ya da boş bırakan cevap 0 puandır.
Püf noktası: Düzgün çembersel harekette sürat sabittir ama hız vektörünün yönü sürekli değiştiğinden merkeze yönelmiş merkezcil ivme vardır.
Sık yapılan hata: Öğrenciler sürat sabit olduğu için ivmenin sıfır olduğunu sanır ve merkezcil ivmenin yönünü hareket yönü olarak yazar.

TAM PUAN (10 puan): a) Hız 2 katına çıktığında merkezcil kuvvet 2 N'dan 8 N'a çıkar; yani 4 katına çıkar. b) Merkezcil kuvvet, hız büyüklüğünün karesiyle doğru orantılıdır (F ∝ v²; F = m·v²/r).
KISMİ PUAN (5 puan): İki bölümden yalnızca birini doğru yazmıştır: ya a bölümünde '4 katına çıkar' demiştir ya da b bölümünde kuvvetin hızın karesiyle doğru orantılı olduğunu belirtmiştir. Yalnızca 'hız arttıkça kuvvet artar' yazılırsa b bölümü doğru sayılmaz.
SIFIR PUAN: Hiçbir bölümü doğru yazmaz (a bölümünde 4 katından farklı bir değer yazar, b bölümünde hızın karesiyle doğru orantıyı belirtmez) ya da cevap yazmaz.
Püf noktası: Merkezcil kuvvet F = m·v²/r bağıntısına göre hızın karesiyle doğru orantılıdır; hız 2 katına çıkınca kuvvet 4 katına çıkar.
Sık yapılan hata: Öğrenciler hız 2 katına çıkınca kuvvetin de 2 katına çıktığını, yani doğru orantılı olduğunu sanır; hızın karesiyle orantıyı gözden kaçırır.

TAM PUAN (10 puan): a) En üst noktada (K) F_m = T_K + m·g; en alt noktada (L) F_m = T_L − m·g. b) Sürat sabit olduğundan merkezcil kuvvetin büyüklüğü her noktada aynıdır. K'de T_K = F_m − m·g olduğu için gerilme en küçük, L'de T_L = F_m + m·g olduğu için gerilme en büyüktür. Yani gerilme en alt noktada (L) en büyük, en üst noktada (K) en küçüktür.
KISMİ PUAN (5 puan): (a) ve (b) şıklarından yalnızca biri tam doğruysa 5 puan alır. (a) için iki bağıntı da doğru olmalıdır. (b) için en büyük ve en küçük gerilme noktaları ile merkezcil kuvvetin sabit olmasına ya da m·g'nin etkisine dayanan neden doğru olmalıdır.
SIFIR PUAN: (a) ve (b) şıklarının ikisi de eksik ya da yanlışsa ya da cevap boşsa 0 puan alır.
Püf noktası: Düşey düzlemde merkezcil kuvvet, ip gerilmesi ile ağırlığın merkeze doğru olan bileşkesidir; ağırlık üstte merkeze doğru, altta merkezden uzağa doğrudur.
Sık yapılan hata: Öğrenciler merkezcil kuvveti ayrı bir kuvvet sanıp her noktada F_m = T yazar ya da ağırlığın işaretini (üstte +, altta −) karıştırır.

TAM PUAN (5 puan): Düşeyde ağırlık, sürtünme kuvvetiyle dengelenir: k·N = m·g. Merkezcil kuvveti duvarın tepki kuvveti (N) sağlar: N = m·v²/r. Buradan v = √(g·r/k) = √(10·20/0,5) = √400 = 20 m/s bulunur. Öğrenci 20 m/s sonucunu doğru yöntemle yazdığında tam puan alır.
SIFIR PUAN: Sonuç 20 m/s dışında bir değerse (kütleyi işleme katıp yanlış sonuç bulmak, k yerine 1/k almak gibi) ya da cevap boşsa 0 puan alır.
Püf noktası: Duvarda dönen akrobatta merkezcil kuvveti duvarın tepki kuvveti N sağlar, ağırlığı ise sürtünme kuvveti dengeler; bu nedenle en küçük sürat v = √(g·r/k) olur ve kütleden bağımsızdır.
Sık yapılan hata: Öğrenciler merkezcil kuvvetin görevini sürtünme kuvvetine verir ya da k·N = m·g denklemini kurmadan yatay virajdaki v = √(k·g·r) bağıntısını kullanır.

TAM PUAN (5 puan): Dönme kinetik enerjisi K = ½·I·ω² bağıntısıyla bulunur. Bu enerji cismin eylemsizlik momentine (I) ve açısal hızına (ω) bağlıdır. Enerji açısal hızın karesiyle doğru orantılıdır, bu yüzden jant hızlandıkça enerjisi artar ve onu durdurmak zorlaşır.
SIFIR PUAN: Bağıntıyı yanlış yazan, I ve ω niceliklerinden birini ya da ikisini yazmayan, bağıntıyı yazıp bağlı olduğu niceliklerden birini eksik bırakan ya da boş bırakan cevap 0 puan alır. Bu soruda kısmi puan yoktur.
Püf noktası: Dönme kinetik enerjisi K = ½·I·ω² ile verilir ve eylemsizlik momentine (I) ile açısal hızın (ω) karesine bağlıdır.
Sık yapılan hata: Öğrenciler ω'nın karesini unutur ya da dönme enerjisini ½·m·v² ile karıştırarak kütle ve çizgisel hız yazar.

TAM PUAN (5 puan): Ece'nin görüşü doğru değildir. Eylemsizlik momenti yalnızca kütleye değil, kütlenin dönme eksenine uzaklığına da bağlıdır (uzaklığın karesiyle doğru orantılıdır). Dönme ekseni değişince kütlenin eksene uzaklığı değiştiği için aynı çubuğun eylemsizlik momenti de değişir. Çubuk ucundan tutulduğunda kütle eksenden daha uzakta kalır, eylemsizlik momenti büyür ve dönmeyi başlatmak zorlaşır.
SIFIR PUAN: Ece'nin görüşünün doğru olduğunu söyleyen cevap ya da görüşün yanlış olduğunu yazıp eylemsizlik momentinin kütlenin eksene uzaklığına bağlı olduğunu belirtmeyen (gerekçesiz ya da yanlış gerekçeli) cevap ile boş cevap 0 puandır.
Püf noktası: Eylemsizlik momenti yalnızca kütleye değil, kütlenin dönme eksenine uzaklığına (uzaklığın karesiyle doğru orantılı) bağlıdır; bu yüzden aynı cismin eylemsizlik momenti eksen değişince değişir.
Sık yapılan hata: Öğrenciler eylemsizlik momentini yalnızca cismin kütlesine bağlı sanır ve dönme ekseninin yerinin etkisini unutur.

TAM PUAN (5 puan): Yarıçap vektörü ile çizgisel momentum vektörü birbirine dik olduğundan açısal momentumun büyüklüğü L = r · P olur. Çizgisel momentum P = m · v olduğundan L = m · v · r yazılır. Yarıçap ve kütle sabitken sürat 2 katına çıktığında P ve L de 2 katına çıkar. Öğrenci hem L = r · P bağıntısını yazıp hem de açısal momentumun 2 katına çıktığını belirttiğinde tam puan alır.
SIFIR PUAN: L = r · P bağıntısını yazmayan ya da açısal momentumun değişimini yanlış belirten (ör. değişmediğini veya 4 katına çıktığını söyleyen) cevaplar ile boş bırakılan cevaplar 0 puan alır.
Püf noktası: Çembersel harekette r ile P birbirine dik olduğundan açısal momentum L = r · P = m · v · r olur; yani L, çizgisel momentumla doğru orantılıdır.
Sık yapılan hata: Öğrenciler hız 2 katına çıkınca açısal momentumun 4 katına çıktığını söyler; bunun nedeni L'yi merkezcil kuvvet ya da kinetik enerji gibi v²'ye bağlı niceliklerle karıştırmalarıdır.

TAM PUAN (5 puan): L tablasının açısal momentumu daha büyüktür. Net tork, açısal momentumun zamanla değişimine eşittir (τ_net = ΔL/Δt), yani ΔL = τ_net · Δt. Başlangıçta durgun oldukları ve süre eşit olduğu için torku büyük olan L tablasının açısal momentumu daha çok değişir (L: 24 kg·m²/s, K: 12 kg·m²/s).
SIFIR PUAN: K tablasını seçen ya da tablayı belirtmeyen cevaplar ile boş bırakılan cevaplar 0 puandır. Doğru tabla seçilse bile net tork ile açısal momentumun değişimi arasındaki ilişki yazılmamış ya da yanlış yazılmışsa cevap 0 puandır. Bu soruda kısmi puan yoktur; 5 puan ya tam alınır ya da 0 alınır.
Püf noktası: Net tork açısal momentumun zamanla değişimine eşittir (τ_net = ΔL/Δt); aynı sürede büyük net tork, açısal momentumda büyük değişim yapar.
Sık yapılan hata: Öğrenciler açısal momentumun eylemsizlik momenti büyük olan tablada daha büyük olacağını düşünür; oysa durgun hâlden başlayan cisimde ΔL yalnızca net tork ile torkun etki süresine bağlıdır.

TAM PUAN (5 puan): Defne'nin görüşü doğru değildir. Ay'ı Dünya'nın çevresinde dolandıran kuvvet kütle çekim kuvvetidir. Kütle çekim kuvvetinde birbirine çekim kuvveti uygulayan kütlelerin temas etmesi gerekli değildir.
SIFIR PUAN: Görüşün doğru olduğunu söyleyen, kuvvetin adını yanlış yazan ya da kütle çekim kuvvetinin temas gerektirmediği gerekçesini yazmayan cevaplar ile boş cevap 0 puandır. Soru 5 puanlık olduğu için kısmi puan düzeyi yoktur.
Püf noktası: Kütle çekim kuvveti temas gerektirmeyen bir kuvvettir; gezegenlerin ve uyduların yörüngede dolanmasını sağlayan temel kuvvettir.
Sık yapılan hata: Öğrenciler kuvvet uygulamak için cisimlerin birbirine dokunması gerektiğini düşünür ve temas gerektirmeyen kütle çekim kuvvetini fark etmez.

TAM PUAN (5 puan): Cisim L gezegeninde daha büyük ivmeyle düşer (ivme K'dekinin 2 katıdır). Çekim kuvveti F = G·M·m/R² ve F = m·g birleştirildiğinde g = G·M/R² bulunur. Yarıçaplar eşit olduğundan çekim ivmesi gezegenin kütlesiyle doğru orantılıdır; L'nin kütlesi 2 katı olduğu için g_L = 2·g_K olur.
SIFIR PUAN: Tam puan ölçütünü karşılamayan tüm cevaplar sıfır puandır. Örnekler: K gezegenini seçen cevap, yalnızca L'yi seçip g = G·M/R² bağıntısına ya da kütlenin etkisine dayanan bir gerekçe yazmayan cevap, boş cevap.
Püf noktası: Çekim ivmesi, çekim kuvveti ile F = m·g eşitlendiğinde bulunur; cismin kütlesi sadeleşir, geriye gezegenin kütlesi ve uzaklık kalır (g = G·M/R²).
Sık yapılan hata: Öğrenciler ivmenin, serbest bırakılan cismin kütlesine ya da gezegenin boyutuna bağlı olduğunu düşünür; gezegenin kütlesinin ivmeyi belirlediğini gerekçelendiremezler.

TAM PUAN (5 puan): Uygun değildir. Uydu yeryüzünden çok uzakta olduğundan g yer çekimi ivmesi sabit kabul edilemez, uzaklığa bağlı olarak değişir. Bu yüzden m·g·h yeterli olmaz; E_P = –G·M·m/d bağıntısı kullanılmalıdır.
SIFIR PUAN: Tam puan ölçütünü karşılamayan tüm cevaplar 0 puandır. Örnekler: 'Uygundur' diyen cevap; 'uygun değildir' deyip gerekçe yazmayan ya da yanlış gerekçe yazan cevap; doğru bağıntıyı yazmayan cevap; boş cevap.
Püf noktası: m·g·h yalnızca h, Dünya'nın yarıçapına göre çok küçük olduğunda geçerlidir; çünkü ancak o zaman g sabit kabul edilebilir. Uzak noktalarda E_P = –G·M·m/d kullanılır.
Sık yapılan hata: Öğrenciler 'uygun değil' deyip g'nin uzaklıkla değiştiğini yazmayı unutur ya da uydu için kullanılacak bağıntıyı belirtmez.