LGS Fen zorlu sorular

Fikir şudur: yaz-kış sıcaklık farkı enlemin göstergesidir ve gündüz süresinin enleme göre sıralaması gündönümlerinde tersine döner. Yükselti ve deniz etkisi aynı olduğundan ve farkın tek nedeni Ekvator’a uzaklık olarak verildiğinden, büyük farka sahip T daha yüksek enlemde ve Ekvator’a daha uzaktır; çünkü yüksek enlemde kışın hem ışın açısı daha küçüktür hem kış gündüzü daha kısadır. İki şehir de Yengeç Dönencesi’nin kuzeyinde olduğundan 21 Haziran’da dik gelme noktasına daha yakın olan, yani Ekvator’a daha yakın V’ye ışınlar daha dik ulaşır. Yazın yüksek enlemde gündüz daha uzundur; bu yüzden 21 Haziran’da T’nin gündüzü V’ninkinden uzundur. Üç yargı da doğrudur.

Kilit fikir öğle gölge yönünün Güneşin dik geldiği enlemi ele vermesidir. Kde gölgenin güneye düşmesi Güneşin Knin kuzeyinde, Lde kuzeye düşmesi Güneşin Lnin güneyinde olduğunu gösterir; demek ki dik gelme noktası Ekvatorun kuzeyinde ve iki enlem arasındadır. Yengeç Dönencesi, Güneşin 21 Haziranda dik geldiği enlem olduğundan bu tarih bu aralığa uyar ve gözlenen yönleri verebilir. Buna karşılık hangi şehrin dik noktaya daha yakın olduğu bilinmeden gölge kısalığı karşılaştırılamaz; Ekvatora yakınlık, dik noktaya yakınlık demek değildir.

Ana fikir dik gelen enlemin tarihe göre kaymasıdır. 21 Haziran’da Güneş ışınları Yengeç Dönencesi’ne dik gelir, bu yüzden Y’deki açı en büyüktür ve E 23,5° uzakta olduğu için Y E’den daha dik alır, bu yüzden I doğrudur. K 40° enlemindedir ve dik gelen 23,5° enlemine uzaklığı 16,5° kadardır, E’nin uzaklığı ise 23,5° kadardır, K dik noktaya daha yakın olduğu için K E’den daha dik alır, bu yüzden ilk bakışa ters gelen II doğrudur. Açı büyüdükçe birim yüzeye aktarılan enerji artar ve açı en büyük Y’de olduğu için enerji en çok Y’dedir, bu yüzden III doğrudur. Böylece I, II ve III birlikte doğrudur.

Buradaki yöntem önce ana ve baba genotipini büyükanne ve büyükbaba bilgisinden kesinleştirip sonra baskın fenotipli yavru koşulunda örneklemi daraltmaktır. Beyaz yünlü koç siyah yünlü anneden çekinik geni kesin alır, beyaz olduğu için diğer geni baskın olmak zorundadır, bu yüzden kesin taşıyıcıdır. Beyaz yünlü koyun siyah yünlü babadan çekinik geni kesin alır, beyaz olduğu için diğer geni baskın olmak zorundadır, bu yüzden o da kesin taşıyıcıdır. İki taşıyıcının çaprazlanmasında genotip dağılımı dörtte bir saf baskın, dörtte iki taşıyıcı ve dörtte bir saf çekinik olur. Sorulan kuzu beyaz olduğu için saf çekinik sınıf elenir. Geriye kalan dörtte üçlük dilim içinde dörtte ikilik taşıyıcı payın oranı üçte iki olur.

Fikir, işlem sayısını değil etkili hatayı saymak ve hatalı kalıbın doğru kopyalanmasının hatayı taşıdığını görmektir. Eski zincir G-A-T-C-G-T-A-C-A ise doğru tamamlayıcı C-T-A-G-C-A-T-G-T olur. Yeni zincirde ikinci ve yedinci konumların ikisinde de timin bulunduğundan bu iki nükleotidin yer değiştirmesi dizilimi değiştirmez ve yeni bir yanlış eşleşme oluşturmaz. Eski zincirin dördüncü bazı sitozin olduğundan ona uygun baz guanindir ve beşinci konumdaki sitozinin guaninle değiştirilmesi gerçek bir hatadır. Böylece ilk yeni zincirde yalnızca beşinci konumda yanlış eşleşme vardır. Bu zincir kalıp olarak doğru kopyalanırsa en yeni zincir G-A-T-C-C-T-A-C-A olur. İlk eski zincir G-A-T-C-G-T-A-C-A ile karşılaştırıldığında yalnızca beşinci konum farklıdır, yani bir farklılık vardır. En yeni zincirde timinler üçüncü ve altıncı konumlardadır, yani iki timin bulunur.

Bu sorunun düşüncesi çekinik yavrudan ana baba genotipini çıkarıp bağımsız iki tohumda tümleyen olasılığı kullanmaktır. Beyaz çiçek çekinik olduğundan beyaz yavru iki atadan da çekinik gen almıştır, mor görünümlü iki ata da çekinik gen taşır, bu yüzden ikisi de melezdir. Tek tohumda beyaz olasılığı dörtte bir, mor olasılığı dörtte üç olur. Ayrı saksılar bağımsız denemeler demektir, bu yüzden iki tohumun da mor olma olasılığı dörtte üçün karesidir. En az bir beyaz durumu bunun dışındaki bütün durumlardır, bu yüzden sonuç birden bu kare çıkarılarak bulunur. Tek tohum olasılığını iki tohuma taşımak ile bağımsız olayların olasılıklarını toplamak ayrı yanılgılardır.

Fikir koşullu genotip belirsizliğidir: baskın görünüm genotipi tek başına belli etmez. Gözlenen $300:100$ oranı yaklaşık $3:1$ olduğundan ilk çaprazlamadaki mor ataların ikisi de $Mm$ olmalıdır; çünkü $Mm$ ile $Mm$ çaprazlanması 1 $MM$ : 2 $Mm$ : 1 $mm$ verir. Bu durumda mor yavruların üçte biri $MM$, üçte ikisi $Mm$ olur; rastgele seçilen bir morun melez olma ihtimali $2\mathrm{/}3$’tür. İkinci çaprazlamada beyaz yavru ($mm$) için seçilen iki morun ikisinin de $Mm$ olması ve ikisinin de $m$ vermesi gerekir. İkisinin de melez olma ihtimali $(2\mathrm{/}3)\cdot (2\mathrm{/}3)=4\mathrm{/}9$ olur, $Mm$ ile $Mm$’den beyaz ihtimali $1\mathrm{/}4$ olduğundan sonuç $(4\mathrm{/}9)\cdot (1\mathrm{/}4)=1\mathrm{/}9$ bulunur.

Fikrin adı kapalı gaz ile açık havanın ayrı belirlenmesi ve tıpayı farkın itmesidir. Sert şişede hacim ve gaz miktarı değişmezken sıcaklık artarsa kapalı gazın basıncı artar; bu yüzden yaylada iç basınç vadidekinden büyüktür. Açık hava basıncı ise yükseldikçe azalır (üstteki hava sütunu kısalır); yayla daha yüksekte olduğu için orada dış basınç daha küçüktür. Tıpayı iten, iç basıncın tek başına büyüklüğü değil iç ile dış arasındaki farktır. İç artıp dış azalınca dışa doğru net itme büyür, sürtünme aynı kaldığından tıpayı çıkarmak kolaylaşır. Bu yüzden ilk iki ifade doğru, gereken kuvvetin büyüyeceğini söyleyen ifade yanlıştır.

Fikrin adı hapsolmuş üst basıncın sıvı sütunu kadar eksilmesidir. Üst uç kapatılınca alt uçtaki denge, üstteki düşük basınç ile sıvı sütununun toplamının dış basınca eşitlenmesiyle kurulur. Bu yüzden üst basınç dış basınçtan sıvı basıncı kadar küçüktür ve sıvı basıncı yoğunluk ile yüksekliğin çarpımına bağlıdır. Kısa boruda 50 cm su ile uzun boruda 100 cm yarı yoğunluklu zeytinyağının çarpımları eşittir; bu yüzden üst basınçlar eşittir. İki sütun da 10 m su eşiğinin çok altında kaldığından üst basınç sıfıra inmez ve sıvılar akmadan durur. Üst açılırsa üst basınç da dış basınç olur ve sıvılar ağırlıklarıyla akar.

Fikir, açık kapta terazide görülen değişimin toplam kütlenin korunumunu bozmamasıdır; değişim hava ile madde alışverişinden kaynaklanır. Ağzı kapalı olsaydı giren ve çıkan gazlar kapta kalacağından toplam kütle değişmezdi, bu yüzden birinci yargı doğrudur. Paslanmada demir havadaki oksijenle birleşerek daha ağır bir katı oluşturur, bu yüzden ikinci yargı doğrudur. Yanmada ise kâğıt oksijenle birleşir ve gaz ürünler havaya karışır; terazideki net azalış çıkan gazlardan giren oksijen çıkarılarak bulunur. Bu nedenle net azalış gazların kütlesinden küçüktür, eşitliği savunan üçüncü yargı giren oksijeni unuttuğu için yanlıştır. Doğru olanlar birinci ve ikinci yargılardır.

Bu sorunun ana fikri aynı ipteki kuvvetin her kolda aynı olmasına karşılık tavan bağlantılarının birden çok kolu birlikte taşımasıdır. Hareketli makarayı iki kol taşıdığı için ipteki kuvvet yükün yarısına eşittir; sabit makaranın tavan bağlantısı ise bu iki kolun çekmesini birlikte taşıdığından ipteki kuvvetin iki katını taşır, bu yüzden aynı miktarda artma iddiasındaki I yanlıştır. İp ile bağlantıların dayanımı aynıysa yük büyütülürken iki kat zorlanan sabit makara bağlantısı dayanıma önce ulaşır, bu yüzden II doğrudur. İki kol taşıdığı için yük bir birim yükselirken her iki kolun da kısalması gerekir ve el iki birim ip çekmek zorundadır, bu yüzden III doğrudur. Böylece II ve III doğru, I yanlıştır.

Bu sorunun ana fikri hareketsiz tutma ile sabit hızla yükseltmenin ikisinin de dengelenmiş kuvvetler durumu olmasıdır. Hızlanma evreleri dışında yük ya durur ya da sabit hızla yol alır; iki durumda da net etki sıfır olduğundan ipin sağlaması gereken kuvvet aynıdır ve daha küçük ya da daha büyük hız aynı kuvvetle sürdürülür, bu yüzden I ve II yanlıştır. Buna karşılık palangada yükü taşıyan birden çok ip kolu olduğu için yük bir birim yükselirken serbest ucun bu kolların toplamı kadar ip çekmesi gerekir, bu yüzden serbest ucun hızı yükün hızından büyüktür ve III doğrudur. Böylece yalnız III doğrudur.

Bu sorunun ana fikri düşey kuvvetlerin döndürme etkisinin desteğe olan yatay uzaklıkla belirlenmesidir. Yatay konumda elin kuvvet kolu yük kolundan uzun olduğu için aynı döndürme etkisini daha küçük kuvvetle sağlar, bu yüzden I doğrudur. Çubuk küçük bir açıyla eğildiğinde yükün ve elin desteğe olan yatay uzaklıklarının ikisi de aynı oranda kısalır, bu nedenle iki kolun birbirine oranı değişmez ve aynı yükü dengede tutan düşey kuvvet değişmez; yalnız bir kolun kısaldığına bakıp kuvvetin artacağını düşünmek oran korunumunu kaçırmaktır, bu yüzden II yanlıştır. Destek arada olan bu düzenekte destek, aşağı yönlü yük ile aşağı yönlü el kuvvetinin toplamını yukarı doğru taşır; yük ve el kuvveti değişmediği için destek kuvveti de değişmez, bu yüzden III doğrudur. Böylece I ve III doğru, II yanlıştır.

Bu sorunun ana fikri hareketli makaraların yükü paylaşması ile birlikte kendilerinin de yükseltilen birer yük olmasıdır. İkinci düzenekte yükü daha çok sayıda ip kolu taşıdığı ve her makaranın ağırlığı yükten belirgin biçimde küçük olduğu için paylaşım kazancı ek ağırlık artışından baskın gelir ve denge kuvveti küçülür, bu yüzden I doğrudur. Aynı yükselme için serbest ucun çekmesi gereken ip uzunluğu taşıyan kol sayısıyla orantılı olarak büyür, bu yüzden II doğrudur. Buna karşılık elin yaptığı iş yalnızca yükün değil yükselen hareketli makaraların da ağırlık merkezlerinin yükselmesini karşılar; ikinci düzenekte fazladan bir makara daha yükseldiği için yapılan iş daha büyüktür, bu yüzden işlerin eşit olduğunu söyleyen III yanlıştır. Böylece I ve II doğru, III yanlıştır.

Bu sorunun kilit düşüncesi aynı üst tüketicide biriken enerjinin farklı uzunluktaki beslenme yollarından gelen paylarının ayrı üslerle üreticiye geri yürütülmesidir. Kurbağa ile gelen 100 kJ için yol ot, çekirge, kurbağa, leylek biçimindedir ve üç aktarım vardır. Bu nedenle bu pay için üreticide en az 100 kJ bölü 0,1 üssü 3, yani 100 000 kJ gerekir. Doğrudan çekirge ile gelen 10 kJ için yol ot, çekirge, leylek biçimindedir ve iki aktarım vardır. Bu pay için üreticide en az 10 kJ bölü 0,1 üssü 2, yani 1 000 kJ gerekir. İki gereksinim aynı üretici havuzundan karşılanmak zorunda olduğundan toplam en az 101 000 kJ olur.

Bu sorunun düşüncesi hepçil beslenmede her enerji payını kendi beslenme yolunun aktarım sayısıyla geriye doğru taşımaktır, basamak sayısı paydan paya değişir. Fare üzerinden gelen payda üreticiden kartala iki aktarım vardır, bu yüzden bu pay yüzde onun karesine bölünerek üretici karşılığı bulunur. Yılan üzerinden gelen payda üç aktarım vardır, bu yüzden bu pay yüzde onun küpüne bölünerek üretici karşılığı bulunur. İki yol aynı buğday topluluğundan beslendiği için iki üretici karşılığı toplanır, en az değer bu toplamdır. Bütün enerjiyi tek basamaktan taşımak ya da paylarla yolları çapraz eşlemek yanılgıdır.

Bu sorunun kilit fikri verimsiz beslenme yolunu en az payda tutarak en az üreticiyle yetinmektir. Kaya balığı üzerinden gelen 1 kJ, mikroalgden balıkçıla üç aktarımda ulaşır; doğrudan karides üzerinden gelen 1 kJ ise iki aktarımda ulaşır. Bu yüzden uzun yoldan gelen enerji, üreticiden yaklaşık on kat daha fazla enerji ister. En az koşulu, uzun yoldan gelen payı en küçük değer olan 60 kJ’de tutmayı gerektirir; kalan 80 kJ kısa yoldan gelir. Uzun yol için $60\mathrm{/}0,1^3=60000$ kJ, kısa yol için $80\mathrm{/}0,1^2=8000$ kJ üretici gerekir. Toplam en az $68000$ kJ olur.

Buradaki yöntem yüksüz iletkenin kutuplanmayla çekilmesini, itilmenin aynı cinsin kanıtı olmasını ve hiç dokunmayan parçanın yükü aracı dokunmayla almasını birleştirmektir. Başlangıçta yüksüz parçalar çubuğa kutuplanmayla yapışır, dokununca çubuğun cinsinden yük alıp düşer. Kutu sallanınca bu yüklü parçalar hiç dokunmamış yüksüz parçalara dokunup yükü paylaşır. İkinci aşamada çubuktan uzaklaşma aynı cins yükün kanıtıdır, bu yüzden uzaklaşan parçalar çubuk gibi eksilidir. İlk yapışma zıt yükten değil kutuplanmadandır, bu yüzden yapışanların artı olduğunu söylemek yanlıştır.

Ana fikir yalıtkan ayağın yalıtımı koruması, çıplak elin ise topraklama olması ve yalnızca elektronların hareket etmesidir. Pozitif çubuk yakınken K topraklanınca çubuğun çekimiyle topraktan K’ye elektron gelir, bağlantı kesilip çubuk uzaklaştırılınca K negatif kalır. L çıplak elle tutulurken topraklıdır, pozitif çubuğa dokununca topraktan gelen elektronlar yükü dengeler ve L nötr kalır. Bu yüzden birinci ve üçüncü yargılar doğrudur, L’nin pozitif olduğu yargısı yanlıştır.

Ana fikir itmenin aynı cinsin kesin kanıtı, çekmenin ise tek başına kanıt olmaması ve dokunmada işaretin toplama dönmesidir. K ile L’nin itmesi ikisinin de yüklü ve aynı cins olduğunu gösterir. L ile M’nin çekmesi M’nin zıt yüklü ya da nötr olabileceğini gösterir. K ile M dokununca aynı cins olur. Sonrasında K ile M’nin itmesi ikisinin de yüklü kaldığını, dolayısıyla eşit miktarda zıt yükle nötrlenmediğini gösterir. K ile L’nin artık çekmesi K’nin işaret değiştirdiğini gösterir, bu ancak M’nin zıt ve miktarca K’den büyük olmasıyla olur. Bu yüzden ilk iki yargı doğrudur, K ile M’nin zıt olduğu yargısı yanlıştır.