Merhaba sevgili öğrencilerim,
Bugün sizlerle birlikte “Basınç” ünitemizin bölüm sonu sorularını çözeceğiz. Bu sorular, katı, sıvı ve gaz basıncı konularında öğrendiklerimizi pekiştirmek için harika bir fırsat. Hadi gelin, soruları adım adım inceleyip cevaplarını birlikte bulalım!
A. Özdeş cisimler kullanılarak aşağıdaki düzenekler hazırlanıyor.
Soru 1: Katı basıncının cismin yere temas eden yüzey alanına bağlı olup olmadığının araştırıldığı bir deneyde hangi düzeneklerin yere yaptığı katı basınçları karşılaştırılmalıdır?
Çözüm:
Sevgili arkadaşlar, bir deneyde neyin etkisini araştırıyorsak, sadece o değişkeni farklı tutarız. Diğer bütün şartlar aynı olmalıdır. Buna kontrollü deney diyoruz.Adım 1: Bu soruda bizden yüzey alanının basınca etkisini bulmamız isteniyor. O zaman seçeceğimiz iki düzenekte cisimlerin ağırlıkları aynı, ama yere temas ettikleri yüzey alanları farklı olmalı.
Adım 2: Şimdi düzenekleri inceleyelim. Bütün pembe blokların özdeş olduğunu unutmayalım, yani her birinin ağırlığı ve boyutları aynı.
- I. düzenek: 2 tane blok var. Ağırlığı 2 birim diyelim. Yere temas eden yüzey alanı geniş.
- II. düzenek: Yine 2 tane blok var. Ağırlığı yine 2 birim. Ama bu sefer bloklar dik konulmuş, yani yere temas eden yüzey alanı dar.
- III. düzenek: 3 tane blok var. Ağırlığı 3 birim. Yere temas eden yüzey alanı geniş (I. düzenekteki gibi).
Adım 3: Kuralımıza geri dönelim: Ağırlıklar aynı, yüzey alanları farklı olacaktı. Bu kurala uyan I. ve II. düzeneklerdir. İkisinin de ağırlığı 2 birim, ama birinin yüzey alanı genişken diğerininki dardır.
Sonuç: Bu deney için I. ve II. düzenekler karşılaştırılmalıdır.
Soru 2: Katı basıncının ağırlıkla ilişkisinin araştırıldığı bir deneyde hangi düzeneklerin yere yaptığı katı basınçları karşılaştırılmalıdır?
Çözüm:
Yine kontrollü deney mantığıyla düşüneceğiz. Bu sefer neyi araştırıyoruz? Ağırlığın basınca etkisini.Adım 1: Bu durumda seçeceğimiz iki düzenekte cisimlerin yere temas ettiği yüzey alanları aynı, ama ağırlıkları farklı olmalı.
Adım 2: Düzeneklerimize tekrar bakalım:
- I. düzenek: Ağırlık 2 birim, yüzey alanı geniş.
- II. düzenek: Ağırlık 2 birim, yüzey alanı dar.
- III. düzenek: Ağırlık 3 birim, yüzey alanı geniş.
Adım 3: Kuralımız neydi? Yüzey alanları aynı, ağırlıkları farklı olacaktı. Bu kurala uyan I. ve III. düzeneklerdir. İkisinin de yere temas eden yüzey alanı aynı (geniş), ama birinin ağırlığı 2 birimken diğerininki 3 birimdir.
Sonuç: Bu deney için I. ve III. düzenekler karşılaştırılmalıdır.
B. Ecrin, sıvı basıncının sıvının yoğunluğu ile ilişkisini araştırmak için bir deney yapacaktır. Buna göre Ecrin, aşağıda verilen K, L, M ve N sıvılarının bulunduğu özdeş kaplardan hangilerini kullanmalıdır? Yazınız.
Çözüm:
Arkadaşlar, sıvı basıncı iki temel şeye bağlıdır: sıvının derinliği (yüksekliği) ve sıvının yoğunluğu.Adım 1: Ecrin’in deneyi, sıvı basıncının yoğunluğa bağlı olup olmadığını araştırmak. Kontrollü deney kuralımıza göre, sadece araştırdığımız şeyi, yani sıvıların yoğunluğunu farklı seçmeliyiz. O zaman diğer değişken olan sıvı derinliği (yüksekliği) aynı olmalı.
Adım 2: Kaplardaki sıvı yüksekliklerine bakalım:
- K sıvısı: Yükseklik 3h
- L sıvısı: Yükseklik 2h
- M sıvısı: Yükseklik h
- N sıvısı: Yükseklik 3h
Adım 3: Yükseklikleri aynı olan kapları bulalım. Gördüğünüz gibi K ve N kaplarındaki sıvıların yükseklikleri birbirine eşit (ikisi de 3h). Sıvıların renkleri farklı olduğu için yoğunluklarının da farklı olduğunu anlıyoruz. Bu durum, Ecrin’in deneyi için tam aradığı şartları sağlıyor.
Sonuç: Ecrin, bu deneyi yapmak için K ve N kaplarını kullanmalıdır.
C. Aşağıda verilenlerden hangisi Pascal prensibine göre çalışır? İşaretleyelim.
Çözüm:
Öncelikle Pascal prensibini bir hatırlayalım. Pascal prensibi, kapalı bir kaptaki sıvılara uygulanan basıncın, sıvının her noktasına ve kabın iç yüzeyinin her noktasına aynen ve dik olarak iletilmesidir. Kısacası, sıvılar basıncı iletir! Bu prensip sayesinde küçük bir kuvvetle çok büyük ağırlıkları kaldırabildiğimiz hidrolik sistemler çalışır.Şimdi resimlere bakalım:
- a. Kar ayakkabısı: Bu ayakkabı, geniş yüzeyi sayesinde ağırlığı daha büyük bir alana yayar ve karda batmayı engeller. Yani yüzey alanını artırarak katı basıncını azaltır. Pascal prensibi ile bir ilgisi yoktur.
- b. İtfaiye merdiveni: Bu merdivenlerin hareket etmesini sağlayan sistemler hidroliktir. Yani içindeki sıvıya uygulanan basınç sayesinde merdiven uzar, kısalır ve döner. Bu, tam olarak Pascal prensibidir. ✅
- c. Berber koltuğu: Berberin bir pedala basarak koltuğu kolayca yukarı kaldırmasını sağlayan şey, içindeki hidrolik sistemdir. Sıvı basıncının iletilmesi ilkesiyle çalışır. Bu da Pascal prensibidir. ✅
- ç. Hidrolik lift: Sanayilerde arabaları havaya kaldırmak için kullanılan bu liftler, adından da anlaşılacağı gibi hidrolik sistemlerdir. Küçük bir kuvvetle tonlarca ağırlıktaki arabaları kaldırabilir. Bu da Pascal prensibinin en güzel örneklerindendir. ✅
Sonuç:İtfaiye merdiveni, berber koltuğu ve hidrolik lift Pascal prensibine göre çalışır.
Umarım çözümler anlaşılır olmuştur. Unutmayın, Fen Bilimleri dersinde deneylerin mantığını anlamak çok önemlidir. Bir sonraki dersimizde görüşmek üzere