Harika bir çalışma! Merhaba sevgili öğrencim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Gönderdiğin bu görseldeki basınç sorularını senin için adım adım, kolayca anlayacağın bir dille çözeceğim. Hadi başlayalım!
4) Aşağıdaki tabloda verilen özdeş cisimler I. durumdan II. duruma getirildiğinde cisimlerin yüzeye yaptığı basınçlardaki değişime göre tablodaki uygun kutuları “✓” ile işaretleyiniz.
Bu soruyu çözmeden önce katı basıncının sırrını hatırlayalım. Katı basıncı iki şeye bağlıdır:
- Kuvvet (Ağırlık): Cisim ne kadar ağırsa, basınç o kadar artar.
- Yüzey Alanı: Cismin yere değdiği alan ne kadar küçükse, basınç o kadar artar. Tıpkı bir bıçağın ucunun sivri olması gibi!
Formülümüz şuydu: Basınç = Kuvvet / Yüzey Alanı.
Soruda cisimler “özdeş” dediği için, cisimlerin toplam ağırlığı (yani kuvvet) değişmiyor, sadece yere değme şekilleri değişiyor. O zaman sadece yüzey alanına odaklanacağız.
1. Cisim (İki kare blok):
Adım 1: I. durumda iki blok yan yana duruyor ve yere geniş bir alanla (diyelim ki 2 birimlik bir alanla) temas ediyor. II. durumda ise bloklar “T” şeklini almış ve sadece alttaki bloğun dar kenarı (1 birimlik alan) yere değiyor.
Adım 2: Gördüğün gibi, cismin ağırlığı aynı kalırken yere değdiği alan küçülmüş. Yüzey alanı küçülürse basınç ne olurdu? Tabii ki artar!
Sonuç:Artar kutusunu işaretlemeliyiz. ✓
2. Cisim (Üçgen):
Adım 1: I. durumda üçgenimiz geniş tabanı üzerinde duruyor. Yere değen yüzey alanı oldukça büyük. II. durumda ise aynı üçgeni ters çevirmişiz ve sivri ucu üzerinde duruyor. Yere değen yüzey alanı neredeyse bir nokta kadar, yani çook küçülmüş.
Adım 2: Ağırlık yine aynı ama yüzey alanı inanılmaz derecede küçüldü. Bu durumda basınç çok fazla artar.
Sonuç:Artar kutusunu işaretlemeliyiz. ✓
3. Cisim (Dikdörtgen prizmalar):
Adım 1: I. durumda bir tane dikdörtgen prizma, dar yüzeyi üzerinde duruyor. Ağırlığına 1 birim, yüzey alanına da 1 birim diyelim. Basınç = 1/1 = 1 olur.
Adım 2: II. durumda ise bu prizmalardan iki tanesi yan yana konulmuş. Şimdi toplam ağırlık 2 birim oldu, ama yere değen toplam yüzey alanı da 2 birim oldu. Basınç = 2/2 = 1 olur.
Adım 3: Gördüğün gibi, ağırlık hangi oranda arttıysa yüzey alanı da aynı oranda arttı. Bu yüzden basınç değişmez.
Sonuç:Değişmez kutusunu işaretlemeliyiz. ✓
4. Cisim (İki kare blok):
Adım 1: I. durumda iki blok üst üste konulmuş. Yere sadece en alttaki bloğun tabanı (1 birimlik alan) değiyor. Toplam ağırlık ise 2 bloğun ağırlığı (2 birim).
Adım 2: II. durumda bloklar ters “T” şekline getirilmiş. Ağırlık yine 2 birim, ama bu sefer yere değen yüzey, alttaki bloğun geniş yüzeyi (2 birimlik alan).
Adım 3: Ağırlık aynı kalırken, yere temas eden yüzey alanı büyüdü. Yüzey alanı büyürse basınç azalır.
Sonuç:Azalır kutusunu işaretlemeliyiz. ✓
5) Aynı ağırlıktaki kişilerin 1 ve 2 numaralı ayakkabıları giydiğinde yere uyguladıkları basınçları karşılaştırıp yazınız.
Bu soru da aslında yukarıdaki mantığın aynısı, sadece günlük hayattan bir örnekle sorulmuş. Yine sihirli formülümüzü aklımıza getirelim: Basınç = Kuvvet / Yüzey Alanı.
Adım 1: Soruda bize çok önemli bir ipucu verilmiş: “Aynı ağırlıktaki kişiler“. Bu demektir ki, her iki durumda da yere uygulanan kuvvet (yani kişilerin ağırlığı) aynıdır.
Adım 2: Şimdi ayakkabıların tabanlarına, yani yüzey alanlarına bakalım.
- 1 numaralı ayakkabı (Topuklu ayakkabı): Bu ayakkabının topuğu çok sivri ve ucu da dardır. Yere değen toplam alanı (yüzey alanı) oldukça küçüktür.
- 2 numaralı ayakkabı (Spor ayakkabı): Bu ayakkabının tabanı ise geniştir ve yere tamamen basar. Yere değen yüzey alanı oldukça büyüktür.
Adım 3: Kuralımızı hatırlayalım: Kuvvet aynı iken, yüzey alanı ne kadar küçükse, basınç o kadar büyük olur.
Sonuç:
1 numaralı topuklu ayakkabının yüzey alanı daha küçük olduğu için yere yaptığı basınç, 2 numaralı spor ayakkabının yaptığı basınçtan daha fazladır. Kısacası, P1 > P2 diyebiliriz. Bu yüzden birinin topuklu ayakkabıyla ayağınıza basması, spor ayakkabıyla basmasından çok daha fazla acıtır!
Umarım açıklamalarım faydalı olmuştur. Anlamadığın bir yer olursa çekinmeden sorabilirsin. Başarılar dilerim!