Temel Fizik 2024 2025 Final Soruları

Giriş

Fizik, evrenin işleyişini matematiksel modellerle açıklayan temel bilimdir. Bu çalışma notları, 2025 final sınavı kapsamındaki mekanik, elektrik, dalgalar ve termodinamik konularının en kritik noktalarını ve formüllerini özetlemektedir.

1. Mekanik ve Hareket Yasaları

• Momentumun Korunumu: Esnek olmayan çarpışmalarda cisimler çarpışmadan sonra birleşerek ortak bir hızla hareket ederler. Bu durumda momentum korunur ancak kinetik enerji korunmaz.
• Kütle Merkezi: Bir sistemin kütle merkezinin orijinde (0,0) olması için, kütlelerin koordinatlarına göre tork dengesinin sağlanması gerekir (
  xkm=0).
• Serbest Düşme: İlk hızı (
  v) olan bir cisim h kadar yükseklikten atıldığında, yere çarpma hızı enerji korunumundan (

  vson=v2+2gh) formülüyle bulunur.

• Newton’un Hareket Yasaları: İvmeli hareket eden asansör veya birbirine bağlı kütle sistemlerinde ip gerilmesi hesaplanırken net kuvvet (
  F=m·a) prensibi uygulanır.

2. Elektrik ve Manyetizma

• Coulomb Yasası: İki yük arasındaki elektriksel kuvvet, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Uzaklık değiştiğinde kuvvetin değişimi (
  F∝1/d2) bağıntısıyla hesaplanır.
• Elektrik Devreleri:
  • Direnç Hesabı: Bir telin direnci; özdirenci ve uzunluğu ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır (
    R=ρ·L/A).
  • Paralel Bağlama: Paralel bağlı dirençlerin uçları arasındaki potansiyel fark (voltaj) eşittir. Ana koldan çekilen akım, kollardaki akımların toplamıdır.
• Sığa (Kapasitans): Bir kondansatörün plakaları arasına dielektrik katsayısı yüksek bir malzeme konulursa, sığa bu katsayı oranında artar (
  C=κ·C0).
• Vektörel Çarpım: İki vektörün skaler (nokta) çarpımında, aynı eksenli bileşenler çarpılarak toplanır (
  A·B=AxBx+AyBy+AzBz).

3. Dalgalar ve Akustik

• Ses Frekans Spektrumu:
  • İnfrasonik: 20 Hz’den düşük sesler.
  • İşitilebilir: 20 Hz – 20 kHz arası.
  • Ultrasonik: 20 kHz’den yüksek sesler.
• Akustik: Sesin özelliklerini, oluşumunu ve yayılmasını inceleyen bilim dalıdır.
• Elektromanyetik Dalgalar: İvmeli hareket eden yüklü parçacıklardan oluşurlar, enine dalgalardır, elektrik ve manyetik alanda sapmazlar ve boşlukta yayılabilirler.
• Doppler Genişlemesi: Spektral çizgilerde sıcaklık arttıkça genişleme artar. Hafif atomlarda bu etki ağır atomlara göre daha belirgindir.

4. Termodinamik ve Madde Özellikleri

• Isıl Genleşme: Sıcaklığı artırılan metallerin boyca uzaması; ilk boy, genleşme katsayısı ve sıcaklık değişimine bağlıdır (
  ΔL=L0·α·ΔT).
• Isı İletimi: Isıl iletkenlik katsayısı yüksek olan maddeler ısıyı iyi iletir (düşük ısıl direnç). Yalıtım malzemelerinde ise tam tersi özellik aranır.
• Kaldırma Kuvveti: Bir cismin sıvı içinde batması için ağırlığının kaldırma kuvvetinden büyük olması, yani cisim yoğunluğunun sıvı yoğunluğundan fazla olması gerekir.

1. Yükleri 2q ve -3q olan iki noktasal yük arasındaki uzaklık r iken birbirlerini F kuvveti ile çekmektedirler. Bu yüklerin birbirlerini 6F kuvveti ile çekmeleri için olması gereken aralarındaki uzaklık aşağıdakilerden hangisidir?

A) r/2
B) r/√3
C) r
D) r/√6
E) r/√2

Cevap : D) r/√6

Açıklama : F ∝ 1/d² olduğundan, kuvvet 6 katına çıkarsa uzaklık √(1/6) = 1/√6 katına iner. d = r/√6

2. I. İnfrasonik ses frekansı, 20 Hz’den düşüktür.
II. Ultrasonik ses frekansı, 20 Hz ile 20 kHz aralığındadır.
III. İşitilebilir ses frekansı, 20 kHz’den yüksektir.
Ses dalgalarının frekansa göre sınıflandırılması ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangisi veya hangileri doğrudur?

A) Yalnız II
B) I ve II
C) II ve III
D) I ve III
E) Yalnız I

Cevap : E) Yalnız I

Açıklama : İşitilebilir aralık 20 Hz – 20 kHz’dir. Ultrasonik >20 kHz, infrasonik <20 Hz.

3. …… sesin özelliklerini inceleyen bilim dalıdır.
Yukarıda verilen boşluğa aşağıdakilerden hangisi getirilmelidir?

A) Sonar
B) Sismoloji
C) Spektroskopi
D) Akustik
E) Yankı

Cevap : D) Akustik

Açıklama : Ses bilimi akustiktir.

4. 5 m uzunluğa ve 0,2 mm² kesit alanına sahip bir bakır telin direnci değeri Ω cinsinden aşağıdakilerden hangisidir? (Bakırın özdirenci 1,72 × 10⁻⁸ Ω.m’dir.)

A) 0,430
B) 0,288
C) 0,478
D) 0,308
E) 0,388

Cevap : A) 0,430

Açıklama : A = 0,2 × 10⁻⁶ m². R = ρL/A = 1,72×10⁻⁸ × 5 / (0,2×10⁻⁶) = 0,43 Ω

5. Yüzey alanları A = 0,6 m² ve aralarındaki mesafe d = 0,2 m olan, aralarında herhangi bir dielektrik malzeme olmayan iki levha ile oluşturulmuş bir kondansatörün sığası farad cinsinden aşağıdakilerden hangisidir? (ε₀ = 8,85 × 10⁻¹² C²/N.m²)

A) 26,55 × 10⁻¹²
B) 12 × 10⁻¹¹
C) 26,55 × 10⁻¹¹
D) 24 × 10⁻¹¹
E) 12 × 10⁻¹²

Cevap : A) 26,55 × 10⁻¹²

Açıklama : C = ε₀ A/d = 8,85×10⁻¹² × 0,6 / 0,2 = 26,55 × 10⁻¹² F

6. Elektromanyetik dalgaların özellikleri ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Boşlukta yayılamazlar.
B) Boyuna dalgalardır.
C) Yüklü parçacıkların ivmeli hareketi ile oluşurlar.
D) İlerleyebilmeleri için maddesel ortam gereklidir.
E) Elektrik ve manyetik alanda saparlar.

Cevap : C) Yüklü parçacıkların ivmeli hareketi ile oluşurlar.

Açıklama : EM dalgalar ivmeli yüklerden kaynaklanır, enine dalgadır ve boşlukta yayılır.

7.

Sürtünmelerin önemsenmediği ortamda kütleleri sırasıyla 4 kg ve 2 kg olan X ve Y cisimleri şekildeki gibi hızlarla hareket etmektedirler. Cisimler merkezi esnek olmayan çarpışma yaptıklarına göre çarpışmadan sonra ortak kütlenin hızı m/s cinsinden aşağıdakilerden hangisidir?

A) 4
B) 1
C) 5
D) 3
E) 2

Cevap : C) 5

Açıklama : Momentum korunumu: 4×10 + 2×(-5) = 6v ⇒ 40 – 10 = 30 ⇒ v = 5 m/s (sağa)

8. I. Doğal çizgi genişlemesi, enerji seviyelerinin yaşam ömrüne bağlıdır.
II. Saturasyon genişlemesi, birbirine yakın enerji seviyelerindeki nüfus yoğunluklarına bağlıdır.
III. Doppler genişlemesi, sıcaklık ile ters orantılıdır.
IV. Doppler genişlemesi, hafif atomlarda ağır atomlara göre daha azdır.
Spektral çizgi genişlemeleri ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangisi veya hangileri doğrudur?

A) I ve II
B) Yalnız I
C) I, III ve IV
D) II ve III
E) III ve IV

Cevap : A) I ve II

Açıklama : I ve II doğru. Doppler genişlemesi sıcaklıkla doğru orantılıdır ve hafif atomlarda daha fazladır.

9. (0,0) noktasında 7 kg, (0,-2) noktasında 8 kg, (-2,0) noktasında 8 kg olan bir sistemde, 4 kg’lık dördüncü kütle aşağıdaki hangi noktaya konulursa sistemin kütle merkezi orijinde olur?

A) (2, 2)
B) (4, -4)
C) (-4, -4)
D) (4, 4)
E) (-2, -2)

Cevap : D) (4, 4)

Açıklama : x_cm = 0 ⇒ 8×(-2) + 4x = 0 ⇒ 4x = 16 ⇒ x = 4
y_cm = 0 ⇒ 8×(-2) + 4y = 0 ⇒ 4y = 16 ⇒ y = 4

10. I. Cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetinden küçük olduğunda cisim düşer.
II. Cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetine eşit olduğunda cisim düşer.
III. Cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetinden büyük olduğunda cisim düşer.
Bir cismin havadaki durumu ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangisi veya hangileri yanlıştır?

A) I ve III
B) Yalnız I
C) I ve II
D) Yalnız II
E) II ve III

Cevap : C) I ve II

Açıklama : Sadece III doğru. Ağırlık > kaldırma ise düşer.

11. x ekseni boyunca hareket eden bir parçacığın zamana göre hareket denklemi x(t) = 3t² – 5t ifadesi ile verilmektedir. Parçacığın t = 2 s’de anlık hızı aşağıdakilerden hangisidir?

A) 7 m/s
B) 5 m/s
C) 8 m/s
D) 9 m/s
E) 6 m/s

Cevap : A) 7 m/s

Açıklama : v = dx/dt = 6t – 5 ⇒ t=2 için v = 12 – 5 = 7 m/s

12. I. Yüzen cisimlerin yoğunluğu, suyun yoğunluğundan düşüktür.
II. Askıda kalan cisimlerin yoğunluğu, suyun yoğunluğu ile eşittir.
III. Batan cisimlerin yoğunluğu, suyun yoğunluğu ile eşittir.
Su içerisinde bulunan cisimlerin yoğunluğu ile ilgili yukarıda verilen ifadelerden hangisi veya hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) II ve III
C) Yalnız II
D) I ve II
E) I ve III

Cevap : D) I ve II

Açıklama : Batan cisim için yoğunluk > su yoğunluğu olduğundan III yanlış.

13. Maddelerin ısıl özellikleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Isıl direnci yüksek olan bir madde iyi bir ısı iletkenidir.
B) Yalıtım malzemesi olarak ısıl iletkenliği iyi olan maddeler tercih edilmelidir.
C) Isıl geçirgenlik katsayısı büyük olan bir madde iyi bir ısı iletkenidir.
D) Isıl iletkenliği iyi olan bir maddenin ısıl geçirgenlik katsayısı küçüktür.
E) Yalıtım malzemesi olarak ısıl direnci düşük olan maddeler tercih edilmelidir.

Cevap : C) Isıl geçirgenlik katsayısı büyük olan bir madde iyi bir ısı iletkenidir.

Açıklama : Isıl iletkenlik katsayısı büyükse madde iyi ısı iletir.

14. Levhaları arasındaki uzaklık 3d ve her bir levhanın yüzey alanı 2A olan bir kondansatörün sığası C’dir. Bu kondansatörün levhaları arasına dielektrik katsayısı κ=5 olan bir dielektrik malzeme konulduğunda, kondansatörün sığası değeri C cinsinden aşağıdakilerden hangisidir?

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

Cevap : E) 5C

Açıklama : Dielektrik konulması sığayı tam κ katına çıkarır (alan ve uzaklık değişmez). Yeni C = 5C

15. Yerden h kadar yükseklikteki bir noktadan, büyüklüğü v olan bir ilk hızla bırakılan m kütleli bir cismin yere çarpma hızı formülü aşağıdakilerden hangisidir?

A) √(2gh – v²)
B) √(v² + 2gh)
C) √(v² – 2gh)
D) v + √(2gh)
E) 2v + √(gh)

Cevap : B) √(v² + 2gh)

Açıklama : Mekanik enerji korunumu ⇒ ½mv² + mgh = ½mv_f² ⇒ v_f = √(v² + 2gh)

16.

Şekildeki devrede R₁ direncinin uçları arasındaki potansiyel fark 36 V olarak ölçülüyor. R₁=4 Ω, R₂=6 Ω ve R₃=12 Ω olduğuna göre kaynaktan çekilen akım değeri A cinsinden aşağıdakilerden hangisidir?

A) 6
B) 2
C) 12
D) 3
E) 18

Cevap : E) 18

Açıklama : Üç direnç paralel bağlı (gerilim her birinde 36 V). I_top = 36/4 + 36/6 + 36/12 = 9 + 6 + 3 = 18 A

17. Ē = 2î – 2ĵ + 2k̂ ve F̄ = -î + 4ĵ + 2k̂ olarak veriliyor. Buna göre (Ē · F̄) değeri aşağıdakilerden hangisidir?

A) 4
B) -2
C) 4î + 8ĵ – 8k̂
D) 2î – 4ĵ
E) -6

Cevap : E) -6

Açıklama : Nokta çarpım: 2(-1) + (-2)(4) + 2(2) = -2 – 8 + 4 = -6

18. 20°C sıcaklıkta uzunluğu 200 m olarak ölçülen bir bakır tel, 120°C’ye kadar ısıtılırsa uzunluğun artış miktarı cm cinsinden aşağıdakilerden hangisidir? (Bakırın çizgisel genleşme katsayısı 17×10⁻⁶ °C⁻¹’dir.)

A) 0,034 cm
B) 34 cm
C) 0,34 cm
D) 17 cm
E) 0,17 cm

Cevap : B) 34 cm

Açıklama : ΔL = L₀ α ΔT = 200 × 17×10⁻⁶ × 100 = 0,34 m = 34 cm

19.

Hava sürtünmesinin olmadığı bir ortamda eşit kütleli cisimler şekildeki gibi 50 N kuvvetle düşey doğrultuda hareket ettiriliyor. İki kütle arasındaki ip gerilmesi değeri N cinsinden aşağıdakilerden hangisidir? (g = 10 m/s²)

A) 27
B) 25
C) 20
D) 15
E) 30

Cevap : B) 25

Açıklama : Toplam kütle 4 kg, net kuvvet 50 – 40 = 10 N ⇒ a = 2,5 m/s². Alttaki kütle için T – 20 = 20 × 0,25 × 10 ⇒ T = 25 N

20.

q₁=+2q, q₂=-q ve q₃=+q noktasal yükleri şekilde gösterildiği gibi koordinat sisteminin x eksenine yerleştirilmiştir. q₁ ve q₂ arasındaki uzaklık r, q₂ ve q₃ arasındaki uzaklık 2r’dir. Buna göre q₂ yüküne etki eden net elektriksel kuvvet aşağıdakilerden hangisidir?

A) (7/4) (kq²/r²) î
B) (7/4) (kq²/r²) î
C) – (kq²/r²) î
D) (9/4) (kq²/r²) î
E) -2 (kq²/r²) î

Cevap : B) (7/4) (kq²/r²) î (Şıklarda iki kez aynı pozitif yazılmış olsa da doğru olan negatif yönlüdür) – (7/4) (kq²/r²) î

Açıklama : q₁’den q₂’ye kuvvet sola: 2 (kq²/r²) sola. q₃’ten q₂’ye kuvvet sağa: (kq²/(4r²)) sağa. Net: -2 + 1/4 = -7/4 (kq²/r²) î (sola)