AP Physics 1 alıştırma soruları: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 14 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Kinematik

Hız
v = v0 + a·t
Yer değiştirme
s = v0·t + ½·a·t²
Zaman olmadan
v² = v0² + 2·a·s
Birimler
1 m/s = 3,6 km/h

Yöntem

  1. Bildiklerinizi birimleriyle listeleyin: v₀, v, a, t ve s.
  2. Üç bilineninizi ve bilinmeyeni içeren denklemi seçin.
  3. Bir pozitif yön seçin ve zıt yöndeki büyüklüklere eksi işareti verin.
  4. Çözün ve cevabın fiziksel olarak anlamlı olduğunu kontrol edin.

Newton yasaları

İkinci yasa
ΣF = m·a
Ağırlık
W = m·g
Kinetik sürtünme
Ff = μ·N
Eğik düzlemde
eğim boyunca: m·g·sin θ, dik: m·g·cos θ

Yöntem

  1. Cisme etkiyen her kuvvetle bir serbest cisim diyagramı çizin.
  2. Hareket boyunca bir pozitif yön seçin.
  3. Kuvvetleri harekete paralel ve dik bileşenlere ayırın (eğimde: boyunca m·g·sin θ, yüzeye doğru m·g·cos θ).
  4. Hareket boyunca ΣF = m·a uygulayın; sürtünme harekete karşı μ·N’dir.

Eğik atış

Bileşenler
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
Konum
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
Maksimum yükseklik
H = h + vy²/(2g)
Menzil (düz zemin)
R = v0²·sin 2θ/g

Yöntem

  1. Atış hızını bileşenlerine ayırın: vx = v₀·cos θ ve vy = v₀·sin θ.
  2. Yatay hareket sabit hızlıdır; düşey hareketin ivmesi −g’dir.
  3. Uçuş süresini düşey hareketten bulun.
  4. Menzili bulmak için bu süreyi yatay harekette kullanın.

Dairesel hareket

Merkezcil ivme
a = v²/r = ω²·r
Merkezcil kuvvet
F = m·v²/r
Açısal hız
ω = v/r = 2π/T
Düz viraj, sürtünme
vmax = √(μ·g·r)

İş ve enerji

Kinetik enerji
Ek = ½mv²
Potansiyel enerji
Ep = mgh
Enerji denkliği
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Sürtünme işi
W = μ·N·d
Güç
P = W/t

Momentum ve çarpışmalar

Momentum
p = m·v
Korunum
Σm·v (before) = Σm·v (after)
Tamamen esnek olmayan
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
İtme
J = F·Δt = m·Δv

Yöntem

  1. Bir pozitif yön seçin ve her hıza işaretini verin.
  2. Önceki toplam momentumu yazın: Σm·v.
  3. Tamamen esnek olmayan çarpışmada cisimler sonra birlikte hareket eder; esnek çarpışmada kinetik enerji de korunur.
  4. Önceki momentumu sonraki momentuma eşitleyin ve çözün.

Yaylar ve sarkaçlar

Yaydaki kütle
T = 2π·√(m/k)
Sarkaç
T = 2π·√(L/g)
Açısal frekans
ω = √(k/m) = 2π/T
En büyük hız ve ivme
vmax = A·ω, amax = A·ω²
Enerji
E = ½·k·A²

2Alıştırma soruları

1.KinematikOrta
t (s)v (m/s)t = ?15

54 km/h hızla giden bir otomobil, durana kadar 8 m/s² sabit yavaşlamayla fren yapıyor. Frenleme ne kadar sürer? t değerini bulun.

v₀ = 54 km/ha = −8 m/s²v = 0
t = s
2.KinematikZor
d = ?

Bir taş bir kuyuya durgun hâlden bırakılıyor. Suya çarpma sesi taş bırakıldıktan 2,7 s sonra duyuluyor. Ses hızı 343 m/s’dir; hava direncini ihmal edin ve g = 9,81 m/s² alın. Kuyunun derinliği d değerini bulun.

ttotal = 2,7 svsound = 343 m/sg = 9,81 m/s²
d = m
3.Newton yasalarıOrta
kutuv₀ = 7,5 m/sμ = ?

Bir kutu düz bir zeminde 7,5 m/s ilk hızla kayıyor ve 14 m sonra duruyor. g = 9,81 m/s² alın. Kinetik sürtünme katsayısı μ değerini bulun.

v₀ = 7,5 m/sd = 14 mg = 9,81 m/s²
μ =
4.Newton yasalarıZor
m1​ = 4,5 kg5,5 kgμ = 0,25

Yatay bir masa üzerindeki 4,5 kg’lık bir blok, sürtünmesiz bir makaradan geçen hafif bir iple asılı 5,5 kg’lık bir kütleye bağlıdır. Blok ile masa arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0,25. g = 9,81 m/s² alın. İpteki gerilme kuvveti T değerini bulun.

m1 = 4,5 kgm2 = 5,5 kgμ = 0,25g = 9,81 m/s²
T = N
5.Eğik atışOrta
5 my = ?v0​ = 10 m/s65°

Bir top düz zeminden 10 m/s hızla ve yatayın 65° üstünde, 5 m uzaktaki bir duvara doğru vuruluyor. Hava direncini ihmal edin ve g = 9,81 m/s² alın. Top duvarın üzerinden hangi yükseklikte y geçer?

v₀ = 10 m/sθ = 65°x = 5 mg = 9,81 m/s²
y = m
6.Eğik atışZor
h = 35 mv0​ = 16 m/s35°H = ?

Bir top 35 m’lik bir uçurumun tepesinden 16 m/s hızla ve yatayın 35° üstünde atılıyor. Hava direncini ihmal edin ve g = 9,81 m/s² alın. Uçurumun dibindeki zeminden en büyük yükseklik H değerini bulun.

v₀ = 16 m/sθ = 35°h = 35 mg = 9,81 m/s²
H = m
7.Dairesel hareketOrta
r = 55 mvmax​ = ?

Bir otomobil 55 m yarıçaplı düz bir virajı dönüyor. Lastiklerle yol arasındaki statik sürtünme katsayısı 0,3. g = 9,81 m/s² alın. Otomobilin kaymadan virajı dönebileceği en yüksek hız vmax değerini bulun.

r = 55 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
8.Dairesel hareketZor
R = 5 mh = 20 m

1 kg’lık bir araba sürtünmesiz bir pistte 20 m yükseklikten durgun hâlden bırakılıyor ve 5 m yarıçaplı düşey bir çemberden geçiyor. g = 9,81 m/s² alın. Çemberin dibinde pistin arabaya uyguladığı normal kuvvet Nbottom değerini bulun.

m = 1 kgh = 20 mR = 5 mg = 9,81 m/s²
Nbottom = N
9.İş ve enerjiOrta
90 km/h2°1000 kg

Kütlesi 1000 kg olan bir otomobil 2° eğimli bir yokuşu sabit 90 km/h hızla çıkıyor. Hava direnci ve yuvarlanma direnci toplamı 550 N’dir. Tekerleklerin vermesi gereken güç P değerini kW cinsinden bulun.

m = 1000 kgθ = 2°Fr = 550 Nv = 90 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
10.İş ve enerjiZor
h = 3 mL = 4 mμ = 0,3k = 4000 N/m

1 kg kütleli bir blok, sürtünmesiz bir rampada 3 m yükseklikten durgun halde bırakılıyor. Altta 4 m uzunluğunda pürüzlü yatay bir şeridi (μ = 0,3) geçiyor ve sonra sürtünmesiz bir yüzeyde bir yaya (k = 4000 N/m) çarpıyor. Yayın en büyük sıkışması x değerini bulun.

m = 1 kgh = 3 mL = 4 mμ = 0,3k = 4000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
11.Momentum ve çarpışmalarOrta
1500 kg23 m/s900 kg

23 m/s hızla giden 1500 kg’lık bir otomobil, duran 900 kg’lık bir otomobile çarpıyor ve ikisi birbirine kenetleniyor. Çarpışmada ne kadar kinetik enerji ΔK kaybolur?

m1 = 1500 kgv1 = 23 m/sm2 = 900 kgv2 = 0
ΔK = J
12.Momentum ve çarpışmalarZor
800 kgv1​ = ?1900 kg

800 kg’lık bir otomobil park hâlindeki 1900 kg’lık bir otomobile çarpıyor. Enkazlar birbirine kenetleniyor ve durmadan önce 10 m kayıyor. Lastikler ile yol arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0,75. g = 9,81 m/s² alın. Birinci otomobilin çarpışmadan hemen önceki hızı v1 değerini bulun.

m1 = 800 kgm2 = 1900 kgd = 10 mμ = 0,75g = 9,81 m/s²
v1 = m/s
13.Yaylar ve sarkaçlarOrta
0,5 kgk = 440 N/mA = 16 cmx = 5 cm

k = 440 N/m olan bir yaydaki 0,5 kg’lık kütle sürtünmesiz bir yüzeyde 16 cm genlikle salınıyor. Dengeden 5 cm uzaktayken hızı v değerini bulun.

m = 0,5 kgk = 440 N/mA = 16 cmx = 5 cm
v = m/s
14.Yaylar ve sarkaçlarZor
mk = 80 N/mA = 12 cmx = 6 cm

k = 80 N/m olan bir yaydaki kütle sürtünmesiz bir yüzeyde 12 cm genlikle salınıyor. Dengeden 6 cm uzaktayken kinetik enerjisi K değerini bulun.

k = 80 N/mA = 12 cmx = 6 cm
K = J

3Çözeltiler

1.Kinematik

Cevap: t = 1,875 s

Sabit ivmeli hareket: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² ve v² = v₀² + 2·a·s. Bildiğiniz üç büyüklüğü ve aradığınız büyüklüğü içeren denklemi seçin ve işaretleri tek bir pozitif yöne göre tutarlı tutun.

Birimler

v₀ = 54/3,6 = 15 m/s

Frenleme süresi

0 = v₀ − a·t → t = v₀/a = 15/8 = 1,875 s

Cevap

t = 1,875 s
2.Kinematik

Cevap: d = 33,24 m

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

Sürenin iki kısmı

½·9,81·t₁² = 343·(2,7 − t₁)
4,905·t₁² + 343·t₁ − 926,1 = 0

Düşme süresi

Yalnızca pozitif kök fiziksel olarak anlamlıdır.

t₁ = (−343 + √(343² + 4·4,905·926,1))/(2·4,905) = 2,603 s

Derinlik

d = ½·9,81·2,603² = 33,24 m

Cevap

d = 33,24 m
3.Newton yasaları

Cevap: μ = 0,2048

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

Yavaşlama

a = v₀²/(2d) = 7,5²/(2·14) = 2,009 m/s²

Sürtünme katsayısı

μ·m·g = m·a → μ = a/g = 2,009/9,81 = 0,2048

Cevap

μ = 0,2048
4.Newton yasaları

Cevap: T = 30,35 N

Newton’un ikinci yasası: bir cisme etkiyen net kuvvet, kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir: ΣF = m·a. Bir serbest cisim diyagramı çizin, hareket doğrultusunda bir pozitif yön seçin ve o doğrultudaki tüm kuvvetleri toplayın: uygulanan kuvvetler, harekete karşı koyan μ·N sürtünmesi ve yer çekiminin bileşenleri.

Sistemin ivmesi

a = (m2·g − μ·m1·g)/(m1 + m2) = (53,96 − 11,04)/10 = 4,292 m/s²

Masadaki bloktan gerilme kuvveti

T − μ·m1·g = m1·a
T = 4,5·4,292 + 11,04 = 30,35 N

Cevap

T = 30,35 N
5.Eğik atış

Cevap: y = 3,857 m

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

Duvara kadar süre

vx = 10·cos 65° = 4,226 m/s
t = x/vx = 5/4,226 = 1,183 s

O andaki yükseklik

y = 9,063·1,183 − ½·9,81·1,183² = 3,857 m

Cevap

y = 3,857 m

Top duvarda zaten aşağı inmektedir.

6.Eğik atış

Cevap: H = 39,29 m

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

Düşey atış hızı

vy = 16·sin 35° = 9,177 m/s

Uçurumun üstündeki yükselme

Δh = vy²/(2g) = 9,177²/(2·9,81) = 4,293 m

Yerden yükseklik

H = 35 + 4,293 = 39,29 m

Cevap

H = 39,29 m
7.Dairesel hareket

Cevap: vmax = 12,72 m/s

Düzgün dairesel hareket: r yarıçaplı bir çember üzerinde v hızıyla hareket eden bir cisim merkeze doğru a = v²/r ivmesiyle ivmelenir; bu yüzden içe doğru F = m·v²/r net kuvvetine ihtiyaç duyar. Bu kuvveti gerçek bir etki sağlar: sürtünme, ip gerilmesi, yer çekimi ya da normal kuvvet.

Merkezcil kuvveti sürtünme sağlar

m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0,3·9,81·55) = 12,72 m/s

Cevap

vmax = 12,72 m/s (45,8 km/h)
8.Dairesel hareket

Cevap: Nbottom = 88,29 N

Uniform circular motion: an object moving at speed v on a circle of radius r accelerates towards the centre with a = v²/r, so it needs a net inward force F = m·v²/r. That force is supplied by something real: friction, tension, gravity or a normal force.

Enerjinin korunumundan hız

v² = 2·9,81·20 = 392,4 m²/s²

Kuvvetler

Merkeze doğru pozitiftir.

N = m·v²/R + m·g = 1·392,4/5 + 9,81 = 88,29 N

Cevap

Nbottom = 88,29 N
9.İş ve enerji

Cevap: P = 22,31 kW

İş–enerji ilkesi: kinetik enerjideki değişim tüm kuvvetlerin işine eşittir. Yer çekimi ve yayları potansiyel enerji (mgh ve ½kx²) olarak yazmak bunu bir denkliğe çevirir: ilk enerji = son enerji + sürtünmeyle kaybedilen enerji (μN·d). Güç, kuvvet çarpı hızdır: P = F·v.

İtici kuvvet

m·g = 1000·9,81 = 9810 N
mg·sin θ = 9810·sin 2° = 342,4 N
F = 342,4 + 550 = 892,4 N

Güç

v = 90/3,6 = 25 m/s
P = F·v = 892,4·25 = 22309 W = 22,31 kW

Cevap

P = 22,31 kW
10.İş ve enerji

Cevap: x = 9,396 cm

İş–enerji ilkesi: kinetik enerjideki değişim tüm kuvvetlerin işine eşittir. Yer çekimi ve yayları potansiyel enerji (mgh ve ½kx²) olarak yazmak bunu bir denkliğe çevirir: ilk enerji = son enerji + sürtünmeyle kaybedilen enerji (μN·d).

Pürüzlü şeritten sonra kalan enerji

Rampa sürtünmesizdir, bu yüzden enerjiyi yalnızca şerit alır.

mgh − μmgL = 9,81·(3 − 0,3·4) = 17,66 J

En büyük sıkışma

½kx² = 17,66 → x = √(2·17,66/4000) = 0,09396 m = 9,396 cm

Cevap

x = 9,396 cm
11.Momentum ve çarpışmalar

Cevap: ΔK = 148781 J

Conservation of momentum: when no external force acts during a collision, the total momentum Σm·v before equals the total after. Velocities have a direction, so pick a positive direction and give velocities the other way a minus sign. In an elastic collision kinetic energy is conserved too; in a perfectly inelastic one the bodies stick together.

Ortak hız

v′ = m1·v1/(m1 + m2) = 1500·23/2400 = 14,38 m/s

Önceki ve sonraki kinetik enerji

Kbefore = ½·1500·23² = 396750 J
Kafter = ½·2400·14,38² = 247969 J

Kaybolan enerji

ΔK = 396750 − 247969 = 148781 J

Cevap

ΔK = 148781 J

Kaybolan enerji şekil değiştirmeye, ısıya ve sese gider.

12.Momentum ve çarpışmalar

Cevap: v1 = 40,94 m/s

Conservation of momentum: when no external force acts during a collision, the total momentum Σm·v before equals the total after. Velocities have a direction, so pick a positive direction and give velocities the other way a minus sign. In an elastic collision kinetic energy is conserved too; in a perfectly inelastic one the bodies stick together.

Çarpışmadan sonraki hız

V = √(2·μ·g·d) = √(2·0,75·9,81·10) = 12,13 m/s

Çarpışmada momentum

m1·v1 = (m1 + m2)·V → v1 = 2700·12,13/800 = 40,94 m/s

Cevap

v1 = 40,94 m/s
(147,4 km/h)
13.Yaylar ve sarkaçlar

Cevap: v = 4,509 m/s

Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².

Açısal frekans

ω = √(440/0,5) = 29,66 rad/s

x’teki hız

v = ω·√(A² − x²) = 29,66·√(0,16² − 0,05²) = 4,509 m/s

Cevap

v = 4,509 m/s
14.Yaylar ve sarkaçlar

Cevap: K = 0,432 J

Simple harmonic motion: a mass m on a spring of stiffness k oscillates with angular frequency ω = √(k/m) and period T = 2π/ω = 2π·√(m/k). A simple pendulum of length L has T = 2π·√(L/g). With amplitude A, the largest speed is A·ω, the largest acceleration A·ω² and the energy ½·k·A².

Toplam enerji

E = ½·k·A² = ½·80·0,12² = 0,576 J

x’teki yay enerjisi

U = ½·k·x² = ½·80·0,06² = 0,144 J

Kinetik enerji

K = 0,576 − 0,144 = 0,432 J

Cevap

K = 0,432 J

ExamProblems · examproblems.com/courses/ap-physics-1-practice