ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

Transkript

1 4 Ekim esmi Sınaı (rof. Dr. entsisla Dimitro) Soru. X ekseni yönünde hareket eden noktasal bir cismin hızı, bulunduğu noktanın x koordinatının fonksiyonu olarak grafikte çizilmiştir. Bu grafiğe göre koordinat ekseninin başlangıç noktasında cismin hızı ne kadardır? isim ilk 5m yi ne kadar süre içinde alıyor? Grafikte yatay yönde birim m, dikey yönde m/s dir. m/s, s m/s,.5 s ) m/s, s 4.5 m/s, s 4.5 m/s,.5 s Soru. ütlesi g olan küçük bir öğrenci statüsünün kafası yoğunluğu g/cm olan gümüşten diğer kısmi yoğunluğu.8g/cm olan bir ağaçtan yapılmıştır. Statü içinde boşluk yok e suda batmıyor. g ağacın fiyatı TL, gümüşün TL dir. Bu statünün fiyatı ne kadar olabilir? (Statünün fiyatının sadece malzeme fiyatından oluştuğunu kabul ediniz) TL arası TL arası ) TL arası TL arası TL arası Soru. Yatay durumda bulunan ağır pistonlu bir silindir içinde bilinen bir miktarda helyum gazı bulunmaktadır. iston silindirde sürtünmesiz hareket edebilmektedir. Dış basınç bir anda katına çıkartılıyor. Gaz dengeye geldiğinde son hacminin ilk hacmine oranını bulunuz. 5 ) 5 5 4

2 Soru 4. ütlesi M, yarıçapı olan hareketsiz yalıtkan bir çember, diğer cisimlerden e alanlardan çok uzakta uzayın bir noktasında bulunmaktadır. Çember homojen olarak Q miktarda olan bir yükle yüklüdür. ütlesi m, yükü Q olan noktasal bir cisim çemberin ekseni boyunca çembere doğru hareket etmektedir. Çemberden çok uzakta cismin hızı olduğuna göre çemberin maksimum hızı ne kadar olabilir? ) m kq + + M m Mm m kq, + m Mm m kq + M m Mm m kq, + m Mm m kq + + M m Mm m kq, + m Mm m kq M m M m Mm m kq, + m Mm m kq M m Mm m kq, + m Mm M m kq Mm kq Mm kq Mm kq Mm kq Mm

3 ) Soru 5. Şiddeti B olan homojen bir manyetik alana kütlesi m, yükü q olan bir cisim alanın çizgilerine dik olarak hızı ile gelmektedir. Alan yarıçapı olan bir dairesel bir bölge oluşturmaktadır (şekildeki gibi). ismin ilk hızının doğrultusu dairenin merkezinden p uzaklıktadır. Bu erilere göre cismin alandan çıkış hızı ile giriş hızı arasındaki açısını bulunuz. θ arctan θ arctan θ arctan θ arctan θ arctan + p p p + p + p + p p p + p p m m m m m Soru 6. Bir mili-ampermetre e bir oltmetre bir pile seri olarak bağlandığında sırasıyla.5ma e. göstermektedir. Şimdi bu dereye birinci oltmetreye özdeş bir oltmetre daha seri olarak eklenirse oltmetrelerden biri.7 okuyor. Bu durumda diğer oltmetre e mili-ampermetre ne gösterecektir? Eğer oltmetrelerin sayısı üç olursa aletler ne gösterecektir? ilin gerilimini sabit olarak kabul ediniz. ). durum:.7;.7;.7ma. durum:.4;.4;.4;.8ma. durum:.7;.7;.7ma. durum:.48;.48;.48;.8ma. durum:.7;.7;.ma. durum:.48;.48;.48;.8ma. durum:.7;.7;.ma. durum:.4;.4;.4;.8ma. durum:.7;.7;.ma. durum:.4;.4;.4;.5ma

4 Soru 7. Bir DD diski çok hızlı dönmektedir. Diskin bir noktasının tam üstünde bulunan bir data okuyucusu saniyede milyon bit data okuduğuna göre bu noktanın tahmini hızı ne kadardır. Bilgiler yan yana olan çembersel pistlerde yazılmaktadır. istler arasındaki mesafe yaklaşık m dir. m/s 5m/s ) 5m/s.5m/s 7.5m/s Soru 8. üçük, ince kenarlı bir merceğin odak noktasında (mercekten f uzaklıkta) çok güçlü noktasal bir ışık kaynağı yerleştiriliyor e bu kaynaktan merceğe düşen ışık merceğe F büyüklükte çok küçük bir kuet uyguluyor. aynak mercekten f uzaklığa yerleştirilirse merceğe uyguladığı kuet ne kadar olacaktır? Mesafe f kuet ne kadardır? Merceğin çapı f tir. F F fiçin: ; fiçin: F fiçin:; fiçin: F F ) fiçin: ; fiçin: 5 F F f için: ; fiçin: f için:; fiçin: Soru 9. Basıncın hacmin lineer fonksiyonu olduğu bir süreçte (şekildeki gibi) bir atomlu ideal gazın ısı kapasitesini bulunuz )

5 Soru. Isı kapasitesi sabit olan ideal gazla oluşturulmuş bir sürecin denklemini bulunuz. Bu süreç politropik süreç olarak bilinir. n sabit n sabit ) n sabit n sabit n sabit + n + n n + n + n Soru. apalı bir silindir içinde hareketli bir piston silindirin sol duarına bir yayla bağlıdır (şekildeki gibi). istonun sağ tarafında basıncı p, sıcaklığı T e hacmi olan bir atomlu ideal gaz bulunmaktadır. istonun sol tarafı akumdur. Silindirde gaz olmayaydı piston sağ duara değerek yay serbest uzunluk durumunda olacaktı. Bu erilere göre sistemin ısı kapasitesini bulunuz, kabın, pistonun e yayın ısı kapasitesini ihmal ediniz. p T p T p T p T ) p T

6 ) Soru. Bir silindirin A e BD yan duarları, D kapağı, hafif kütleli olan sürtünmesiz hareket eden MN pistonu yalıtkan bir maddeden yapılmıştır. Silindirin AB dibi ısıyı iletebilir (şekildeki gibi). Silindirin üst e alt kısımlarında birer mol tek atomlu ideal gaz bulunmaktadır. Alt bölgedeki ideal gazın ısı kapasitesini ( ), bölmelerin hacimleri e in fonksiyonu olarak bulunuz. Üst kısmın ısı kapasitesi ne kadardır? ( 5 ) ( 5 ) + ( 5 ) ( 5 ) + 5 ( + ) ( 5 ) + 5 ( + ) ( 5 ) 5 ( + ) ( 5 + ) ; ; ; ; ;. Soru. Miktarı bir mol olan bir ideal gaz ile denklemi p p olan bir süreç oluşturuluyor. Bu sürecin hangi noktasında (durumunda) gazın ısı kapasitesi sonsuz olur? p p T T ) T 4 p p T T 4 Soru 4. Tek atomlu bir ideal gaz ile denklemi p α + β olan bir süreç oluşturuluyor. Burada α e β sabittir e α. Bu sürecin ısı kapasitesini hacmin fonksiyonu olarak bulunuz. α α p+ p ) β +α β α α α p p β +α β + α p α p+ β α

7 Soru 5. Bir ideal gaz sabit kalarak genişliyor. Bu süreçte gazın molar ısı kapasitesini bulunuz. Bu süreçte gaz ısıtılır mı yoksa soğutulur mu? + ) p p Soru 6. olitropik bir süreçte (sabit) helyum gazı ilk hacmi 4L olan durumdan hacmi L olan son duruma kadar sıkıştırılıyor. Bu süreçte basınç atm den 8 atm ye çıkıyor. Eğer ilk sıcaklık ısı kapasitesi ne kadardır?.75j/.5j/ ).5J/.677J/.J/ Soru 7. mol miktarda olan helyum gazı. durumdan son (.) duruma iki farklı yol boyunca getiriliyor (şekildeki gibi). Başlangıçta gaz /4 sabit ısı kapasitesi ile durum den ye getiriliyor, ardından durum den ye basınç hacimle orantılı olacak şekilde getiriliyor. - sürecinde gazın yaptığı iş A olduğuna göre, - sürecinde gaz ne kadar iş yapacaktır? İlk e son durumların sıcaklıkları aynıdır. A A A A 5 ) A