Harika bir çalışma kağıdı! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Şimdi bu soruları hep birlikte, adım adım ve anlayarak çözeceğiz. Unutmayın, Fen Bilimleri mantık ve merakla öğrenilir. Haydi başlayalım!
A. Aşağıdaki soruların cevaplarını defterinize yazınız.
1. Basınç nedir? Bir örnekle açıklayınız.
Çözüm:
Sevgili arkadaşlar, basıncı en basit haliyle şöyle düşünebiliriz: Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç denir. Yani bir kuvvetin, belli bir alana ne kadar etki ettiğini ölçeriz. Formülü P = F/A‘dır. Buradaki P Basınç, F Kuvvet ve A Yüzey Alanı’dır.Örnek: Kışın karda yürürken normal ayakkabılarımızla batarız, değil mi? Ama kayakçılar veya karda yürüyenler özel, geniş tabanlı kar ayakkabıları (hedik) giyerler. Neden? Çünkü ağırlığımız (yani kuvvet) aynı kalsa da, ayakkabımızın taban alanı (yüzey alanı) artar. Yüzey alanı artınca, basınç azalır ve kara batmadan daha rahat yürüyebiliriz. İşte bu, basıncın harika bir örneğidir!
2. Katıların basınç özellikleri nelerdir? Bir örnekle açıklayınız.
Çözüm:
Katıların basınçla ilgili iki temel özelliği vardır:
- Katılar, ağırlıklarından dolayı bulundukları yüzeye bir basınç uygularlar.
- Katılar, üzerlerine uygulanan bir kuvveti aynen ve aynı yönde iletirler. Ancak basıncı aynen iletmezler! Basınç, kuvvetin iletildiği yüzeyin alanına göre değişir.
Örnek: Bir raptiyeyi duvara çakmaya çalıştığınızı hayal edin. Parmağınızla raptiyenin geniş, plastik kısmına kuvvet uygularsınız. Parmağınız acımaz çünkü yüzey alanı geniştir ve basınç azdır. Ama raptiye, sizin uyguladığınız o kuvveti hiç değiştirmeden sivri ucuna iletir. Sivri ucun yüzey alanı çok küçük olduğu için duvarda devasa bir basınç oluşur ve raptiye kolayca duvara girer. İşte bu, katıların kuvveti aynen iletip basıncı nasıl değiştirdiğini gösterir.
3. Sıvıların basınç özellikleri nelerdir? Bir örnekle açıklayınız.
Çözüm:
Sıvılar da katılar gibi basınç uygular ama bazı farkları vardır:
- Sıvılar, içinde bulundukları kabın sadece tabanına değil, tüm yüzeylerine (yan duvarlarına da) basınç uygular.
- Sıvı basıncı, sıvının derinliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Derinlik arttıkça ve yoğunluk arttıkça basınç da artar.
- Sıvılar akışkan oldukları için basıncı her yöne iletirler.
Örnek: Bir pet şişenin farklı yüksekliklerine üç tane delik açalım ve içini suyla dolduralım. En alttaki delikten fışkıran suyun en uzağa gittiğini görürüz. Neden? Çünkü o nokta en derindedir ve üzerindeki su miktarı en fazla olduğu için basınç da en fazladır. Bu deney, sıvı basıncının derinliğe bağlı olduğunu çok güzel gösterir.
4. Katı basıncını etkileyen etmenler nelerdir?
Çözüm:
Katı basıncını etkileyen iki temel faktör vardır:Adım 1: Uygulanan Kuvvet (veya Cismin Ağırlığı): Kuvvet ne kadar artarsa, basınç da o kadar artar. Yani doğru orantılıdır. Ağır bir kutunun yaptığı basınç, hafif bir kutunun yaptığı basınçtan daha fazladır.
Adım 2: Yüzey Alanı: Cismin yere temas ettiği yüzeyin alanı ne kadar artarsa, basınç o kadar azalır. Yani ters orantılıdır. Aynı ağırlıktaki bir filin ayağının yaptığı basınç, bir ördeğin ayağının yaptığı basınçtan daha fazladır çünkü filin ağırlığı çok daha küçük bir alana biner.
5. Sıvı basıncını etkileyen etmenler nelerdir?
Çözüm:
Sıvı basıncını etkileyen temel faktörler şunlardır:Adım 1: Sıvının Derinliği (h): Derinlik arttıkça, üzerimizdeki sıvı miktarı artacağı için basınç da artar. Denizde derine daldıkça kulaklarımızda hissettiğimiz basınç bu yüzdendir.
Adım 2: Sıvının Yoğunluğu (d): Sıvının cinsi, yani yoğunluğu da basıncı etkiler. Yoğunluğu büyük olan sıvılar (örneğin bal), aynı derinlikte yoğunluğu küçük olan sıvılara (örneğin su) göre daha fazla basınç uygular.
(Ek bilgi: Yer çekimi ivmesi (g) de bir faktördür ama genellikle Dünya üzerinde deney yaptığımız için sabit kabul ederiz.)
6. Açık hava basıncı nedir? Örnek vererek açıklayınız.
Çözüm:
Atmosferimizi oluşturan hava tabakasının, içindeki gazların ağırlığı ve hareketleri nedeniyle yeryüzündeki tüm cisimler üzerine uyguladığı basınca açık hava basıncı veya atmosfer basıncı denir.Örnek: Pipetle meyve suyu içerken aslında açık hava basıncından yararlanırız. Biz pipetin içindeki havayı çektiğimizde, pipetin içindeki basınç düşer. Dışarıdaki açık hava basıncı, meyve suyunun yüzeyine baskı yaparak, basıncın düşük olduğu pipetin içine doğru ittirir ve meyve suyu ağzımıza gelir. Bardağı ittiren görünmez bir el gibi düşünebilirsiniz!
7. Pascal Prensibi ne demektir? Bir örnekle açıklayınız.
Çözüm:
Ünlü bilim insanı Blaise Pascal’ın bulduğu bu prensip şunu söyler: Kapalı bir kapta bulunan sıvılara uygulanan basınç, bu sıvı tarafından kabın her noktasına aynen ve dik olarak iletilir.Örnek: Bunun en güzel örneği arabalardaki hidrolik fren sistemleri veya tamirhanelerdeki hidrolik liftlerdir. Ufacık bir pedala (küçük yüzey) küçük bir kuvvetle bastığımızda, bu basınç fren sıvısıyla tekerleklerdeki çok daha büyük pistonlara (büyük yüzey) iletilir. Sonuçta, küçük bir ayak hareketiyle tonlarca ağırlıktaki arabayı durduracak kadar büyük bir kuvvet elde edilir. Berber koltukları ve itfaiye merdivenleri de Pascal Prensibi ile çalışır.
B. Aşağıdaki ifadelerden doğru olanların yanına “D”, yanlış olanların yanına “Y” yazınız.
1. Bütün cisimler ağırlıkları sebebi ile bulundukları yüzeye bir basınç uygular.
( D ) – Doğru. Katı cisimlerin ağırlığı bir kuvvettir ve bu kuvvet bir yüzeye etki ettiğinde basınç oluşturur.
2. Bıçak köreldiği zaman bilenerek yüzey alanı küçültülür ve uygulanan basıncın artması sağlanır.
( D ) – Kesinlikle doğru. Bıçağı bilemek, kesici ağzının yüzey alanını küçültmektir. Aynı kuvvetle daha küçük bir alana etki edince basınç artar ve bıçak daha iyi keser.
3. Yüzeyi büyük olan cisimler aynı ağırlıktaki küçük yüzeyli cisimlere göre daha çok basınç oluşturur.
( Y ) – Yanlış. Tam tersi! Basınç, yüzey alanıyla ters orantılıdır. Yüzey alanı büyükse, basınç daha az olur.
4. Sivri topuklu ayakkabılar düz tabanlı ayakkabılara göre yere daha çok basınç uygular.
( D ) – Doğru. Aynı kişinin ağırlığı (kuvvet) değişmez ama sivri topuk, bu ağırlığı çok küçük bir alana toplar. Bu da basıncı müthiş derecede artırır.
5. Cismin yere temas eden yüzeyi ne kadar büyükse uyguladığı basınç o kadar büyüktür.
( Y ) – Yanlış. 3. sorunun bir başka versiyonu. Yüzey alanı büyüdükçe basınç azalır.
6. Çivinin her iki ucuna aynı büyüklükte kuvvet uygulanırsa geniş yüzeyinde daha büyük kuvvet oluşur.
( Y ) – Yanlış. Bu ifade biraz tuzak bir soru. Katılar kuvveti aynen iletir. Yani çivinin geniş ucuna ne kadar kuvvet uygularsanız, sivri ucundan da o kadar kuvvet iletilir. Değişen şey basınçtır, kuvvet değil. Geniş yüzeyde daha az basınç oluşur.
7. Basınç birimi Pascal’dır.
( D ) – Doğru. Basınç birimi Pascal’dır ve Pa ile gösterilir.
8. Sıvılar, temas ettikleri tüm yüzeylere aynı büyüklükte basınç uygular.
( Y ) – Yanlış. Sıvı basıncı derinliğe bağlıdır. Kabın dibindeki basınç ile yüzeye yakın bir yerdeki basınç aynı değildir.
9. Tüm sıvıların bulundukları kaba uyguladıkları basınç eşittir.
( Y ) – Yanlış. Bu da 8. soruya benziyor. Farklı sıvıların (su ve zeytinyağı gibi) yoğunlukları farklı olduğu için aynı derinlikte bile basınçları farklı olur. Ayrıca aynı sıvının farklı derinliklerindeki basıncı da farklıdır.
10. Sıvıların basıncı sıvının derinliğine bağlıdır.
( D ) – Doğru. Sıvı basıncını etkileyen en önemli faktörlerden biridir.
11. Sıvı basıncına sıvının yoğunluğu etki eder.
( D ) – Doğru. Bu da sıvı basıncını etkileyen diğer önemli faktördür.
12. Gazlar da sıvılar gibi basınç uygular.
( D ) – Doğru. Gazlar da sıvılar gibi akışkandır ve içinde bulundukları kabın çeperlerine çarparak basınç oluştururlar. Balonun şişkin durması gaz basıncı sayesindedir.
13. Havanın yeryüzündeki birim yüzey alanına uyguladığı kuvvete açık hava basıncı denir.
( D ) – Doğru. Bu, açık hava basıncının tanımıdır.
14. Yükseklere çıkıldıkça açık hava basıncı artar.
( Y ) – Yanlış. Tam tersi, yükseklere (dağların tepesine) çıkıldıkça üzerimizdeki hava tabakası azaldığı için açık hava basıncı azalır. Bu yüzden dağcıların burnu kanayabilir.
15. Sıvıların basıncı her yöne iletmesi ilkesinden yararlanarak büyük yükler kolaylıkla kaldırılabilir.
( D ) – Doğru. Bu ifade, Pascal Prensibi’nin en güzel özetidir. Hidrolik sistemler bu ilkeyle çalışır.
Umarım hepsi anlaşılmıştır. Aklınıza takılan bir yer olursa çekinmeden sorun. Harika iş çıkardınız!