ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

Transkript

1 Soru 1. Şekildeki makara sistemi hafif kütleli makaralardan, mükemmel ipten ve kütleleri şekilde işaretlenen cisimlerden oluşmaktadır. Sürtünmeyi ihmal ederek O noktasindaki makara ekseninin ivmesini bulunuz. İpin makaralara sarılmayan kısımları dikeydir. Ag Bg C3g D4g E5g Soru. Bir otomobil doğrusal bir yolda hareket etmektedir. Yolculuğun ilk saatinde otomobilin ortalama hızı 5km/h dir, ardından otomobil 1 saat daha 7km/h ortalama hız ile hareket ediyor ve ardından tam bir saat trafikte takılıp duruyor. Otomobil yolun kalan kısmını ise ortalama 3km/h hızı ile geçiyor. Toplam yolculuk boyunca otomobilin ortalama hızı ne kadar olabilir? A3 B35 C4 D45 E5 Soru 3. Bir düz zeminde bulunan bir silahın borusundan v=5m/s ilk hızı ile çıkan bir mermi bilinen bir süre sonra zemine düşüyor. Ateşten 3 saniye sonra mermi silahtan en fazla ne kadar uzaklıkta bulunabilir? Havanın sürtünmesini ihmal ediniz. A54 B93 C143 D195 E5 Soru 4. Uzunlukları L birbirine eşit olan iki tane iplerin serbest uçlarına kütlesi M olan bir cisim bağlıdır. İpleri ayıran toplam uzunluğu d olan bir ayırıcı iki hafif kütleli türdeş çubuktan oluşuyor. Ayırıcı, iplerin tavana asılmış noktasından L/3 uzaklıkta yatay durumumda bulunup ipleri ayırıyor (şekildeki gibi. Ayrıcının bir çubuğu diğerine nasıl bir kuvvetle etki ettiğini bulunuz. 9d 3d 3d A F = Mg B F = Mg C F = Mg 8L L 4L 15d d D F = Mg E F = Mg 8 L 3L

2 Soru 5. Şekildeki verilen sistemin üç cismin de kütleri aynı ve m ye eşittir. Cisim 1 ve yi bağlayan ip mükemmeldir ve ipin makaraya deymeyen kısımları ya yatay ya da diktir. Makaralar hafiftir ve sürtünme yoktur. Cisim 3, bükülmeden masa üstünde hareket etmektedir. Cisim 3 un ivmesi nedir? (yer çekim ivmesi g dir. g A 3 B g g C 5 3g D 4 E hiçbiri Soru 6. 1 litre suyu 1 W ısıtıcı ile bir kapta hiç bir şekilde kaynamak durumuna getiremiyoruz. Buna göre, ısıtıcıyı kapalı halde, ne kadar süre içinde suyun sıcaklı bir derece azalacak? A1 B C3 D4 E5 Soru 7. Bir cisim esnek bir ipin serbest ucuna bağlıdır. Cisme ek olarak, sıfırdan başlayarak ve yavaş şekilde artırarak bir kuvvet uygularsak ipin en fazla taşıyabilecek kuvvet F 1 dir. Eğer uygulanan kuvvet bir anda maximum değerini alır ise, ipin en fazla taşıyabileceği kuvvet kaç olcaktır? A F 1 /6 B F 1 /5 C F 1 /4 D F 1 /3 E F 1 / AK B4K C8K D16K E3K Soru 8. Yatay ve sürtünmesiz düzlem üzerinde bulunan kütleleri m 1 =m ve m =8m olan iki noktasal cisim v 1 =v ve v =4v hızları ile bir doğrultu boyunca hareket etmektedirler. Birinci cismin kinetik enerjisi K ise kütle merkezine göre sistemin kinetik enerjisi kaç K dır?

3 Soru 9. Yatay ve sürtünmesiz bir masa üzerinde kütlesi m olan K cismi sabit V hızı ile hareket etmekte olup kütlesi m olan L cismine çarpıp durmaktadır. İkinci cisim harekete başlayıp kütlesi m olan M cismine çarpmaktadır. Bu son çarpışmadan sonra L cisminin hızı ne olur? AV /6 BV /4 C V /3 D V / EV Soru 1. Şekildeki gibi kapalı bir kapta bulunan gazın sıcaklığı T iken oluşturduğu basınç P dir. Kabın eşit hacimli diğer yarısı daha sonra 3T sıcaklığında tutulmaya başlandığında gazın basıncı kaç P olacaktır? A1.5 B C.3 D.5 E3 Soru 11. Kütleleri m ve m olan cisimler ve yay sabitleri k olan yaylardan oluşan sistemlerde titreşim periyodu sırasıyla T 1 ve T dir. Titreşim periyotları oranı T 1 /T nedir? A.7 B1 C1.4 D1.7 E Soru 1. Devredeki K anahtarının açık veya kapalı olması lambanın aydınlatmasını değiştirmiyor. Eğer R 1 =R 3 =9Ω, R =18Ω ve U=54V ise lambadaki potansiyel farkını bulunuz. (dirençler sırasıyla soldan sağa R 1,R,R 3 A 3 B 6 C 9 D 1 E 15

4 Soru 13. Şekildeki devrede kapasitanslar ve dirençler verilmiştir. Devreye U potansiyel farkına sahip bir emk bağladıktan sonra AB telinden ne kadar yük geçecektir? Eğer AB telinin direnci R kadar olsaydı bu durumda AB telinden ne kadar yük geçecekti? A birinci durumda ; ikinci durumda 3 3 B birinci durumda ; ikinci durumda 3 C birinci durumda ; ikinci durumda 3 D birinci durumda ; ikinci durumda E birinci durumda ; ikinci durumda 3 4 A B C D E Rr r(1+ ρ+ r r r(1+ ρ+ R Rr r(1+ ρ+ R Rr r(1+ ρ r R r(1+ ρ+ r Soru 14. Popüler, sonsuz sayıda R ve r dirençlerinden oluşan devre şekilde verilmiştir. R direncinin çıkış noktaları arasındaki ölçülen direnç kaça eşit olacaktır?

5 Soru 15. Homojen yüklü olan x cm lik karesel bir yüzeyden d=1cm uzaklıkta noktasal bir yük bulunmaktadır (şekildeki gibi, yük karenin merkezinden geçen ve kareye dik olan doğruda bulunmaktadır. Eğer d uzaklığını 1 katına çıkarırsak plakayla yük arasındaki etkileşme kuvveti kaç katına çıkacaktır? A 1 4 π B 1 C 1 4 D 1 π/6 E 1 4 π/6 Soru 16. Kütlesi m, yükü +q olan, küçük bir parçacık çok uzak bir yerden paralel plakalı bir kondansatöre, plakalarına dik şekilde gönderiliyor ve plakaların ortasında bulunan deliklerden girip çıkıyor (şekildeki gibi. Eğer cisim çok uzaktayken hızı v ise, cismin hızını aşağıda istenen noktalarda bulunuz: (şekildeki gibi. 1kondansatörün içindeki A noktasında kondansatörden hemen çıkışındaki B noktasında Kondansatörün plakaları arasındaki potansiyel farkı U dur, plakaları arasındaki mesafe ise plakaların boyundan çok daha küçüktür ve yükü q dan çok daha fazladır. A qu = v + m D B qu = v + C m qu = v E m qu = v + m = v qu m Soru 17. Kırılma kat sayısı n, yarıçapı R olan bir küresel cam içinde küçücük, hatalı bir A noktası bulunmaktadır (şekildeki gibi. A noktasına farklı noktalardan baktığınızda ve oluşan bakış açıları α yeterli büyük olduğu zamanda (şekildeki gibi, A noktasını kürenin merkezinden hep aynı uzaklıkta görmüş gibi oluruz. Noktanın merkezden gerçek uzaklığı ne kadardır? A nr B nr/ C R/n D nr E R/n

6 Soru 18. Noktasal bir ışık kaynağı F odaklı ince kenarlı merceğin asal eksenine paralel hareket etmektedir. Kaynağın görüntüsünün hızı kaynağın hızına eşit olduğu anda, kaynak mercekten ne kadar uzaklıkta bulunacaktır? Kaynaktan asal eksene uzaklık H=F/4 tür. A F 1 B F 1 + C F D F 1 + E 1 F Soru 19. Asal eksenle kesit noktası mercekten d=1cm uzaklıkta, eksenle arasındaki açı α=4 olan bir ışın, ince bir mercekten geçtikten sonra asal eksenle arasındaki açı α=8 ise merceğin odak uzaklığı ne kadardır? A ince kenarlı mercek ise F=6cm; kalın kenarlısı için F=9cm B ince kenarlı mercek ise F=4cm; kalın kenarlısı için F=1cm C ince kenarlı mercek ise F=6cm; kalın kenarlısı için F=1cm D ince kenarlı mercek ise F=4cm; kalın kenarlısı için F=9cm E ince kenarlı mercek ise F=8cm; kalın kenarlısı için F=1cm A yaklaşık, 1.3cm ve 1.7cm B yaklaşık, 1.cm ve 1.6cm C yaklaşık, 1.4cm ve 1.6cm D yaklaşık, 1.5cm E yaklaşık, 1.cm ve 1.8cm Soru. Bir yarı-silindir kırılma indisleri n, birbirinden farklı olan saydam katmanlardan yapılmıştır (şekildeki gibi. Kırılma indisinin logaritması, ln(n, katmanların yarıçapının logaritmalarından fonksiyon olarak grafikte verilmiştir. Bu grafiği kullanarak, dar bir ışının yarı-silindire dikey şekilde düştüğü durumda, silindirin içinde yörüngesi bir çember ise bu çemberin yarıçapı nasıl değerler alabilir?

7 Soru 1. Odak uzaklıkları F olan N tane ince kenarlı ve odak uzaklıkları F olan N tane kalın kenarlı mercek elimizde bulunmaktadır. Mercekleri şekildeki gösterilen sırasıyla bir eksen boyunca aralarındaki uzaklık F olacak şekilde arka arkaya dizmişlerdir. Çapı D olan, eksene paralel olarak bir ışık demeti sisteme düşmektedir. Bu demetin çıkışta çapı ne kadar olacaktır? A soldan düşen ışın için ND, sağdan ise ND B soldan düşen ışın için D/N, sağdan ise D/N C soldan düşen ışın için D/ N, sağdan ise D N D soldan düşen ışın için D/ N, sağdan ise D/ N E soldan düşen ışın için D/N, sağdan ise D N Soru. Sabun köpüğünden oluşmuş bir kabarcık azot ile doludur. Kabarcığın havada uçması için çapı en az ne kadar olmalıdır? Köpüğün yüzey gerilimi σ=.45n/m, havanın molar kütlesi 9g, azotun 8g, hava basıncı 1atm dir. Köpüğün kütlesini ihmal ediniz. A 1-1 m B 1 - m C 1-3 m D 1-4 m E 1-5 m Soru 3. Bir sıvının yoğunluğu derinlikle (h ρ h = ρ( ( 1+ αh ( şeklinde artıyor, burada ρ ( sıvının en üstteki yoğunluğudur, α ise bir sabittir. Bu sabiti bulmak için uzunluğu L, kesit alanı S olan bir silindir bir ipin ucuna bağlanıyor ve sıvı içine yerleştiriliyor. İpin diğer ucu ise bir dinamometreye bağlanıyor. Silindir sıvıda yerini H kadar değiştirdiğinde dinamometrenin ölçtüğü kuvvet F kadar değişiyor. Bu verilere göre α sabiti bulunuz. A B C D E F g. S. LH.. ρ( F g. S. LH.. ρ( F g. S. LH.. ρ( 3 F g. S. LH.. ρ( F 3g. S. LH.. ρ(

8 1 A p A = ρ gl+ p 3 B p A = ρ gl+ p 4 C p A =ρ gl+ p 3 D p A = ρ gl+ p 7 E p A = ρ gl+ p 4 Soru 4. Su ile tamamen dolu olan üç bacaklı bir tüpün iki bacağı açık diğeri ise kapalıdır (şekildeki gibi. Tüp yatay yönde bilinen bir ivme ile hızlandırdığında sunun 8 de biri dökülüyor. Tüpün kesit alanı her bir bacakta aynıdır, bacakların uzunlukları bir birine eşit olarak L dir. Tüp hareket ederken A noktasında basınç ne kadardır? Suyun yoğunluğu ρ hava basıncı ise p dır. Soru 5. İç yarıçapı r=1m, yüksekliği h=m, bağıl yoğunluğu 7.81g/cm 3 olan ve çelikten yapılmış ince duvarlı silindirik bir kap dibi yukarıya doğru, derinliği H=3m olan bir gölün dibine yerleştiriliyor (şekildeki gibi. Gölün dibinde kalması için kabın duvarının kalınlığı ne kadar olmalıdır? Göl su gölüdür, suyun yoğunlu 1g/cm 3 tür. A 4,6.1 - m B3,4.1 - m C,3.1 - m D 7,8.1 - m E 3,9.1 - m