Harika bir çalışma! Fen Bilimleri dersimizin en önemli konularından biri olan “Basınç” ünitesiyle ilgili bu soruları birlikte analiz edelim ve çözelim. Tıpkı sınıfta yaptığımız gibi, adım adım ilerleyeceğiz. Hazırsan başlayalım!
Soru 21:Şekilde A ve B bardaklarının boş ağırlıkları eşit ve taban alanları farklıdır. Bu kaplar özdeş süngerlerin üzerine aşağıdaki gibi konuluyor. B kabına h yüksekliğinde su dolduruluyor (1. durum). Daha sonra B kabında bulunan suyun yarısı A kabına aktarılıyor ve kaplar süngerlerin üzerine ne konuluyor (2. durum). Buna göre süngerlerdeki batma miktarındaki değişim hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir?
Çözüm:
Sevgili öğrencim, bu soruyu çözebilmek için katı basıncının nelere bağlı olduğunu hatırlamamız gerekiyor. Katı basıncı, cismin ağırlığı ile doğru orantılı, temas ettiği yüzey alanı ile ters orantılıdır. Yani, ağırlık artarsa basınç artar, yüzey alanı artarsa basınç azalır. Süngerin batma miktarı da tamamen üzerine uygulanan basınca bağlıdır. Basınç ne kadar çoksa, sünger o kadar çok batar.
Adım 1: A Kabındaki Değişimi İnceleyelim
- 1. durumda, A kabı boştu. Yani süngere sadece bardağın kendi ağırlığı kadar bir kuvvet etki ediyordu.
- 2. durumda ise B kabındaki suyun yarısı A kabına konuldu. Bu da demek oluyor ki A kabının toplam ağırlığı arttı.
- Ağırlık arttığı için, A kabının süngere uyguladığı basınç da artacaktır. Basınç arttığı için süngerdeki batma miktarı artar.
Adım 2: B Kabındaki Değişimi İnceleyelim
- 1. durumda, B kabında hem bardağın kendi ağırlığı hem de ‘h’ yüksekliğindeki suyun ağırlığı vardı.
- 2. durumda ise içindeki suyun yarısı alındı. Bu da demek oluyor ki B kabının toplam ağırlığı azaldı.
- Ağırlık azaldığı için, B kabının süngere uyguladığı basınç da azalacaktır. Basınç azaldığı için süngerdeki batma miktarı azalır.
Sonuç:
A kabının altındaki süngerin batma miktarı Artar, B kabının altındaki süngerin batma miktarı ise Azalır.
Bu durumda doğru seçenek A şıkkıdır.
Doğru Cevap: A) Artar / Azalır
—
Soru 22:Bir öğrenci, günlük yaşamdaki bazı olayların temelinde hangi fiziksel kavramın yattığını merak etmektedir. Yaptığı araştırmalar ve gözlemler sonucunda aşağıdaki durumları not almıştır:
I. Bir pipetle meyve suyu içerken pipetin içindeki havanın emilmesiyle meyve suyunun yukarı doğru yükselmesi
II. Lavabo açıcı pompalarla tıkalı bir lavabonun açılmaya çalışılması sırasında pompanın suyu ve havayı aşağı doğru itmesi
III. Dağcılık sporunda yüksek rakımlara çıkıldıkça kulaklarda basınç hissi oluşması ve hatta bazen burun kanaması yaşanabilmesi
Buna göre yukarıdaki olaylardan hangileri doğrudan atmosfer basıncının etkisiyle açıklanabilir?
Çözüm:
Bu soruda, atmosferin yani havamızın üzerimize uyguladığı açık hava basıncının etkilerini arıyoruz. Unutma, açık hava basıncı her yönde etki eder ve biz bunu genellikle hissetmeyiz çünkü iç basıncımızla dengelenir.
Adım 1: Olayları Tek Tek Değerlendirelim
- I. Pipetle Meyve Suyu İçmek: Pipeti ağzımıza alıp içindeki havayı çektiğimizde, pipetin içindeki basıncı düşürmüş oluruz. Dışarıdaki atmosfer basıncı, meyve suyunun yüzeyine baskı yapar ve iç basıncı azalan pipetin içine doğru meyve suyunu iter. Bu sayede meyve suyu yükselir. Bu olay doğrudan atmosfer basıncı ile ilgilidir.
- II. Lavabo Açıcı Pompa: Soruda pompanın “suyu ve havayı aşağı doğru itmesi” ifadesi kullanılmış. Bu, bizim bir kuvvet uygulayarak suyu itmemizdir. Bu durum, Pascal Prensibi veya basitçe kuvvet uygulaması ile açıklanır. Eğer pompayı çekerek bir vakum oluşturup atmosfer basıncının suyu itmesi sağlansaydı o zaman doğru olurdu. Ancak metindeki ifade, atmosfer basıncının etkisini değil, bizim uyguladığımız kuvvetin etkisini anlatıyor. Bu nedenle bu olay doğrudan atmosfer basıncıyla açıklanamaz.
- III. Yüksek Rakımda Kulak Basıncı: Yükseklere çıktıkça üzerimizdeki hava tabakası azalır, bu nedenle dışarıdaki atmosfer basıncı düşer. Ancak kulağımızın içindeki hava basıncı hemen düşmez, aynı kalır. İç basıncın dış basınçtan fazla olması kulak zarına baskı yapar ve o tuhaf hissi yaşamamıza neden olur. Bu durum da doğrudan atmosfer basıncındaki değişimle ilgilidir.
Sonuç:
Gördüğümüz gibi, I ve III numaralı olaylar doğrudan atmosfer basıncının bir sonucudur.
Doğru Cevap: C) I ve III
—
Soru 23:Kutup ayıları, karda rahatça yürüyebilen ve avlanabilen canlılardır. Bilim insanları, bu hayvanların geniş ve büyük pençelerinin karda batmadan hareket etmelerine nasıl yardımcı olduğunu araştırmışlardır. Kutup ayılarının pençelerinin sadece büyük olmakla kalmayıp aynı zamanda basık ve yayvan bir yapıya sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu durum kutup ayılarının karda ………………… artırdığı düşünülmektedir.
Verilen metnin bilimsel olarak doğru olması için boşluğun aşağıdakilerden hangisi ile doldurulması gerekir?
Çözüm:
Yine bir katı basıncı sorusu! Hatırlayalım, basınç (P), kuvvetin (F) yüzey alanına (A) bölünmesiyle bulunur (P = F/A). Bir canlının karda batmaması için, yere uyguladığı basıncın mümkün olduğunca az olması gerekir.
Adım 1: Kutup Ayısının Adaptasyonunu Anlayalım
- Metinde kutup ayılarının pençelerinin geniş, büyük, basık ve yayvan olduğu söyleniyor. Bütün bu özellikler, ayının yere temas ettiği yüzey alanını artırmaya yönelik adaptasyonlardır.
Adım 2: Basınç Formülü ile İlişki Kuralım
- Ayının ağırlığı (kuvvet) sabittir.
- Eğer yüzey alanı (A) artarsa, basınç (P) azalır.
- Basınç azaldığı için ayı, ağırlığına rağmen kara batmadan yürüyebilir. Yani bu adaptasyon, ayının karda batmadan daha rahat hareket etmesini sağlar.
Adım 3: Seçenekleri Değerlendirelim
- A) …yere uyguladıkları ağırlığı azaltarak hareket kabiliyetini… – Pençelerinin geniş olması ağırlığını azaltmaz. Bu yanlış.
- B) …karda oluşturdukları basıncı azaltarak hareket kabiliyetini… – Evet! Geniş pençeler yüzey alanını artırır, bu da basıncı azaltır ve hareket kabiliyetini (batmadan yürüme yeteneğini) artırır. Bu doğru görünüyor.
- C) …yürüme hızlarını artırarak avlanma yeteneklerini… – Geniş pençelerin temel amacı hızı artırmak değil, batmayı önlemektir. Bu dolaylı bir sonuç olabilir ama asıl bilimsel açıklama bu değil.
- D) …pençelerinin hacmini azaltarak ısı kaybını önleme yeteneklerini… – Metin ısı kaybından değil, karda yürümeden bahsediyor. Bu konuyla ilgisiz.
Sonuç:
Boşluğa gelmesi gereken en mantıklı ve bilimsel olarak doğru ifade, geniş pençelerin basıncı azaltarak hareket kabiliyetini artırdığıdır.
Doğru Cevap: B) karda oluşturdukları basıncı azaltarak hareket kabiliyetini