ERDEMLİ ANADOLU LİSESİ 4. MERSİN FİZİK OLİMPİYATI 29 NİSAN 2017, 09.30 - 12.30

SINAVIN YAPILDIĞI İL: .......................................................................................……. ADI: ……………………………………SOYADI: ……………………….…………............. OKULU: …………………………………….............……………………............................ HABERLEŞME ADRESİ VE TELEFONU: ……………………………………………….. ………………………………………………………….……………………………………… İMZA………………………………………………………….……………………………….. SINAVLA İLGİLİ UYARILAR:

Bu sınavda toplam 20 soru olup her sorunun sadece bir doğru yanıtı vardır. Doğru yanıtı, soru kitapçığı üzerinde bir çember içine alarak, işaretleyiniz.

Her soru eşit değerdedir 4 yanlış cevap 1 doğru cevabı götürecektir. Herhangi bir yardımcı materyal, hesap makinesi ya da müsvedde kâğıt kullanılması

yasaktır. Soru kitapçığındaki boşlukları müsvedde için kullanabilirsiniz. Sınav başladıktan sonraki yarım saat içinde sınav salonundan ayrılmak yasaktır. Sınav salonundan ayrılmadan önce soru kitapçığınızı eksiksiz olarak görevlilere

teslim etmeyi unutmayınız, aksi halde sınavınız geçersiz sayılacaktır. Erdemli Anadolu Lisesi 4. Fizik Olimpiyatı–2017 Sınavında sorulan soruların üçüncü kişiler tarafından kullanılması sonucunda doğacak olan hukuki sorunlardan Erdemli Anadolu Lisesi ve Olimpiyat Komisyonu sorumlu tutulamaz. Olimpiyat Komisyonu, bu tip durumlarda sorular ile ilgili görüş bildirmek zorunda değildir.

BAŞARILAR DİLERİZ

1. Fiziksel Büyüklük Boyutu

Şekildeki devrede yüklü kondansatörün enerjisi E, sığası C; iletkenin direnci ise R dir. Buna göre,

.ERC

işleminin sonucunun birimi hangi fiziksel büyüklüğün boyutundadır?

A) Açısal Momentum B) Zaman C) Elektriksel güç D) Akım Şiddeti E) Potansiyel Farkı

퐶

푅

퐸

S

yatay menteşe

2. Statik Denge Uzunluğu 4r olan homojen ve düzgün çubuk, yarıçapı r olan yarım küre şeklindeki homojen ve düzgün cisme teğet olacak şekilde ancak dengede durmaktadır. Çubuk yere, serbestçe dönebilen bir menteşe ile tutturulmuştur. Sadece yatay düzlem sürtünmeli olup statik sürtünme katsayısı 0,2 dir. Buna göre yarım küre şeklinde olan cismin ağırlığının çubuğun ağırlığına oranı kaçtır?

A) 217

B) 334

C) 517

D) 617

E) 734

3. Görüntü Hareketi

Şekildeki çukur ayna, aynanın asal ekseni, eğik düzleme paralel olacak şekilde A noktasına sabitlenmiştir. B noktasından serbest bırakılan cisim C noktasına gelinceye kadar, çukur aynadaki görüntüsünün ortalama hızının büyüklüğü yaklaşık kaç m/s olur?

Aynanın odak uzaklığı 푓 = 30푐푚; Cismin bulunduğu B noktasının A noktasına olan uzaklığı |퐴퐵| = 50푐푚; Eğim açısı α’nın trigonometrik değerleri 푠푖푛훼 = 0,5 ve 푐표푠훼 ≈ 0,86; Cismin C’den çizilen yatay düzleme olan dik uzaklığı ℎ = 40푐푚; Cisimle eğik düzlem arasındaki sürtünme katsayısı 휇 = 5/43; Yerçekimi ivmesi 푔 ≈ 10푚/푠 dir. A) 0,33

B) 0,43

C) 0,48

D) 0,57

E) 0,68

A

B

C

αh

4. Atwood Aleti

Şekildeki makaranın ortasından geçen mil sürtünmesiz ve ipin ağırlığı önemsizdir. Sabit tutulan cisimler serbest bırakıldığında ip, makara üzerinden kaymadan, makarayı döndürüyor. Buna göre, ipin bir tarafındaki gerilme kuvveti 푻ퟏ ile diğer tarafındaki gerilme kuvveti 푻ퟐ kuvveti kaç Newton’dur? İpe asılı cisimlerin kütleleri 푚 = 3푘푔, 푚 = 2푘푔; Makaranın kütlesi 푀 = 5푘푔;

Makaranın eylemsizlik momenti 212

I MR (R makaranın yarıçapı);

Yerçekimi ivmesi 푔 ≈ 10푚/푠 dir.

푻ퟏ 푻ퟐ

A) 26 26

B) 26 683

C) 703

703

D) 703

20

E) 683

26

푚 푚

푇 푇

5. Isıl Genleşme

Isıca yalıtılmış bir ortamda, uzunluğu L, kütlesi M olan ince, homojen bir çubuk, O noktası etrafında serbestçe dönebilen bir menteşeye bağlanmıştır. Çubuğun bu durumdayken yatayla yaptığı açı 휃 < 10° dir. Çubuğa E kadar ısı enerjisi verildiğinde çok küçük bir 훿 açısı kadar dönüyor. 훿 açısını veren ifade yaklaşık olarak aşağıdakilerden hangisidir? 푐; çubuğun yapıldığı maddenin ısınma ısısı 휆; çubuğun yapıldığı maddenin boyca genleşme katsayısı 푔; deneyin yapıldığı ortamda yerçekimi alan şiddeti

A) EMgL

B) 3EMgL

C) 1 ( )mcEmgL

D) 2 ( )mcEmgL

E) 2EMgL

휃

푂

훿

6. Kaymadan Yuvarlanan İçi Boş Disk

Eğim açısı 60° olan yere sabitlenmiş eğik düzlem üzerinden serbest bırakılan içi boş bir disk kaymadan yatay düzleme ulaşmaktadır. Diskin iç yarıçapı 4푟, dış yarıçapı 2r dir. Diskin yatay düzlemdeki radyal (çizgisel) hızı kaç m/s olur?

(푐표푠60° = 0,5; içi dolu disk için 212

I mr ; 푔, yerçekimi ivmesi)

A) 124 ( )

3gr B)

12( )gr C)

124 ( )

5gr D)

124( )gr E)

122( )

3gr

60°

15푟

7. Kurtarma Operasyonu Kurumuş bir kuyunun içine düşen bir köpek yavrusunu kurtarmak isteyen bir kişi, en az kaç metre uzunluğunda ip gerektiğini öğrenmek için kuyunun derinliğini ölçmek istiyor. Bunun için, yavru köpeğe değmeyecek şekilde bir taşı kuyunun ağız hizasından serbest bırakıyor. Taş bırakıldıktan tam 3 saniye sonra, taşın kuyunun dibine çarpma sesi duyulduğuna göre kuyunun derinliği yaklaşık kaç metredir? (Kuyunun içinde ses hızını 300m/s alınız. 푔 ≈ 10푚/푠 )

A) 41 B) 42 C) 43 D) 44 E) 44,5

8. Elektrik Devresi

Şekilde görülen elektrik devresinde üreteçlerin her birinin emk değeri 휀, iç direnci 1Ω dur. Devredeki direnç değerleri ise 푅 = 2훺, 푅 = 푅 = 1Ω dur. Voltmetre 26푉 değerini gösterdiğine göre bir üretecin emk değeri kaç volttur?

A) 18 B) 19 C) 20 D) 21 E) 22

V

푅

푅

푅

9. Eşdeğer Direnç

Şekilde, 푎 yarıçaplı homojen bir silindirin tam ortasından 푏 yarıçaplı bir dik silindir parça düzgün olarak çıkarılıyor. Bu cisimler birbirine paralel bağlandığında eşdeğer direnç 12Ω; seri bağlandığında ise 48Ω olarak ölçülüyor. Buna göre 푏 kaç 푎 dır?

A) 322 B) 12

C) 122 D)

123

2

E)

125

2

10. Nükleon Etkileşimleri

Bir atom çekirdeği içinde bulunan nükleonlar arasında kütle çekim kuvveti, elektromanyetik kuvvet ve güçlü nükleer kuvvet oluşmaktadır. Bu kuvvetlerin ortak noktası ters kare kanununa uymalarıdır. Nükleonların kütlesi 2710 kg mertebesinde olduğundan kütle çekim kuvveti ihmal

edilebilir. Proton – proton arasında oluşan elektriksel kuvvete F dersek proton – proton, proton – nötron ve nötron – nötron arasında oluşan güçlü nükleer kuvvet yaklaşık 100F tir.

Helyum çekirdeği içinde iki proton ve iki nötronun konumu şekildeki gibi modellenebilir. Protonun yarıçapı yaklaşık nötronun yarıçapına eşittir. Buna göre helyum çekirdeğindeki bir protonu çekirdekten çıkaracak minimum kuvvet kaç F olur?

A) 299,21 B) 272,21 C) 206,21 D) 173,21 E) 140,21

n n

100F 100F

p n

100F 100F

p p

100F 100F F F

p

n

n

p

Helyum

11. Momentumun Korunumu

Yatay düzlem üzerinde bulunan 8kg kütleli eğik düzlem üzerinde bulunan 5kg kütleli cisim serbest bırakılıyor. Cisim kaymaya başladıktan sonra, eğik düzlemin ivmesi kaç m/s2 olur? (Sistemdeki tüm sürtünmeler ihmal edilebilecek düzeydedir.) (푠푖푛37° = 푐표푠53° ≈ 0,6; 푠푖푛53° = 푐표푠37° ≈ 0,6; 푔 ≈ 10푚/푠 )

A) 730

B) 415

C) 307

D) 158

E) 157

5푘푔

8푘푔 53°

12. Coulomb Kuvveti

Kenar uzunluğu d olan eşkenar üçgenin köşelerine ve kenarların orta noktalarına şekilde görüldüğü gibi yükler yerleştirilmiştir. Tabanın orta noktasında bulunan pozitif 푄 yükü ile yüklü cisme etki eden bileşke elektriksel kuvveti aşağıdakilerden hangisidir?

A) 2

10.9

kqQd

B) 2

4. 10 .3

kqQd

C) 2

4 .3kqQd

D) 2

3 .2

kqQd

E) 2

10 .3

kqQd

−푞

+푞 −푞

+푞 −푞 푄

13. Kütle Spektrometresi

Havası alınmış bir ortamda, R ve S paralel levhaları arasında hızlandırılan bir parçacık, yönü sayfa düzlemine dik ve içeri doğru olan düzgün bir manyetik alana giriyor. Parçacık şekilde gösterilen yörüngeyi izlediğine göre, bu olayla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Parçacık 훼 taneciği olabilir. B) R levhası pozitif yüklüdür. C) V geriliminin artırılması parçacığın izlediği yörüngenin yarıçapını artırır. D) Düzgün manyetik alanın büyüklüğü, parçacığın manyetik alandaki süratini etkilemez. E) Parçacığın kütlesi, cismin elektrik alandan çıkarken sahip olduğu hızı etkilemez.

푅 푆

V

14. Dinamik Araba

Birinin kütlesi 20kg olan özdeş iki dinamik arabanın arasına, kütlesi 10kg olan homojen ve düzgün bir cisim konuluyor. Cisim bu şekilde kaymadan ancak durabiliyor. Arabaların düşey düzeyi ile cisim arasındaki sürtünme katsayısı 0,5 dir. Arabaya uygulanan kuvvetin minimum değeri kaç Newton’dur? (푔 ≈ 10푚/푠 )

A) 2503

B) 250 C) 200 D) 2506

E) 50

푭

15. Sandviç Panel

Sandviç paneller, duvar ve çatı yalıtımı için kullanılan yapı malzemeleridir. Bir panelin iki yüzeyi alüminyum plaka ve iki plaka arasında yalıtım malzemesi olan strafor bulunmaktadır. Şekildeki panelin uzunluğu 320cm, eni 120cm dir. Straforun kalınlığı ise 2cm dir.

Bir doğru akım kaynağının anot kutbu plakalardan birine, katot kutbu ise diğerine bağlanıyor. Bir süre sonra levhalar arasında elektrostatik denge kuruluyor. Başlangıçtan, elektrostatik denge kuruluncaya kadar kaynak, bir levhadan diğerine 3. 10 tane elektron geçişi sağlıyor.

Doğru akım kaynağının bu olay için ürettiği enerji en az kaç Joul’dür?

(Temel yük, 1푒푦 = 1,6. 10 퐶, Strafor için yalıtkanlık sabiti 휀 = 30. 10 퐹/푚 alınız.)

A) 134.10 B) 102,5.10 C) 112.10 D) 122.10 E) 104.10

16. Grafik Yorumu

Bir öğrenci grubu, laboratuarda yaptığı bir çalışmada kütlesi 80 gram olan bir maddeye ısı vererek maddenin sıcaklığını gösteren şekildeki grafiği elde etmiştir. Maddenin özgül ısısı kaç 푗표푢푙푒/푘푔. dir?

(1푐푎푙 = 4,2푗표푢푙푒 alınız.)

A) 2100 B) 0,5 C) 4200 D) 1 E) 6300

2 4 6 8 10 12 14 16 18

10

20

30

40

Sıcaklık (°퐶)

Verilen ısı (푥100푐푎푙)

17. Taşırma Kabı

Dik silindir şeklindeki taşırma kabı baskül üzerinde bulunmaktadır. Cisimler su içine bırakılmadan önce su yüksekliği kabın taşma seviyesinin 10푐푚 altındadır. Özdeş cisimlerden biri su içine bırakıldığında su seviyesi taşma seviyesinin 2푐푚 altına geliyor. Kaba ikinci cisim de bırakıldığında kabın ağırlığındaki toplam artış, cisimlerden birinin ağırlığının 1,3 katı oluyor. Cismin, sıvıya göre bağıl yoğunluğu kaçtır?

(Cisimlerin içi doludur.)

A) 1514

B) 2 C) 157

D) 3011

E) 3

18. Cıva Damlaları

Tamamen yalıtılmış yatay düzlemde, düzgün bir sekizgenin köşelerinde, her birinin yarıçapı r olan küresel cıva damlacıkları bulunmaktadır. Cıva damlacıklarının yük miktarları eşit ve işaretleri aynıdır. Sistem bu durumdayken düzgün sekizgenin merkezindeki elektriksel potansiyel 푉’dir. Damlacıkların hepsi, yük kaybı yaşanmadan düzgün sekizgenin merkezinde birleştirilirse merkezdeki potansiyel kaç 푉 olur?

A) 2V

B) 2Vr

C) 0

D) 2VRr

E) 2

24VRr

푅

19. Hareketli Pistonların Yerdeğiştirmesi

Şekildeki kapta bulunan sızdırmaz pistonlardan R sabit tutulmuş, S ise serbest haldedir. I bölümünde 20P, II bölümünde 2P basıncında aynı cins ve eşit sıcaklıkta gazlar bulunmaktadır.

R pistonu serbest bırakılıp denge sağlanıncaya kadar beklenildiğinde pistonların yerdeğiştirmeleri oranı kaç olur?

(Sürtünmeleri önemsemeyiniz.)

A) 110

B) 18

C) 16

D) 13

E) 12

퐼 퐼퐼 퐼퐼퐼

d 2d4d

R S

20. Sıvı – Gaz Basıncı

Şekildeki kapta sızdırmaz ve sürtünmesiz piston dengededir.

Kabın açık ağzından yoğunluğu 휌 olan sıvı K seviyesine kadar döküldüğünde piston r kadar hareket ediyor. Bu durumda kaba konulan sıvının toplam kütlesi m’dir.

Kabı ağzına kadar sıvı ile doldurduğumuzda, kapta toplam kaç m kütleli sıvı bulunmuş olur?

(Sistemde sıcaklık değişimleri önemsizdir.)

A) 2,0 B) 2,5 C) 2,8 D) 3,2 E) 3,6

5r K

4S

S

hava 4r

6r

Piston