Harika bir etkinlik! Fen Bilimleri dersimizin en keyifli konularından biri olan “Basınç” ile ilgili bu soruları birlikte analiz edelim ve çözelim. Hadi başlayalım!
Soru 1: I. aşamada hangi konumdaki tuğla, kuma daha fazla basınç uyguladı? Yazınız.
Merhaba sevgili öğrencim, bu soruyu çözmek için önce katı basıncının neye bağlı olduğunu hatırlamamız gerekiyor. Katı bir cismin bir yüzeye yaptığı basınç iki şeye bağlıdır:
- Cismin ağırlığına (yani yüzeye uyguladığı kuvvete)
- Yüzeye temas eden alanının büyüklüğüne
Görsel 3.4’ü incelediğimizde, I ve II konumlarında duran tuğlaların aslında aynı tuğlalar olduğunu görüyoruz. Bu ne anlama geliyor? Tabii ki ağırlıkları birbirine eşit! O zaman basıncı etkileyen faktörlerden biri olan ağırlık, bu deneyde sabit tutulmuş.
Peki ne farklı? Tuğlaların kuma değen yüzey alanları!
- I. konumdaki tuğla: Daha dar olan yüzeyi (S) üzerinde duruyor. Yani temas yüzeyi küçük.
- II. konumdaki tuğla: Daha geniş olan yüzeyi (2S) üzerinde duruyor. Yani temas yüzeyi büyük.
Şimdi kilit bilgiyi hatırlayalım: Bir cismin yüzeye temas eden alanı ne kadar küçükse, yaptığı basınç o kadar büyük olur. Tıpkı bir raptiyenin sivri ucunun kolayca batması gibi!
Unutma: Ağırlık aynıysa, yüzey alanı ile basınç ters orantılıdır. Alan küçülür, basınç artar!
Çözüm Adımları:
Adım 1: Deneydeki tuğlaların ağırlıklarını karşılaştıralım. Her iki konumda da aynı tuğla kullanıldığı için ağırlıklar eşittir.
Adım 2: Tuğlaların kuma temas eden yüzey alanlarını karşılaştıralım. I. konumdaki tuğlanın yüzey alanı (S), II. konumdaki tuğlanın yüzey alanından (2S) daha küçüktür.
Adım 3: Basınç ve yüzey alanı arasındaki ilişkiyi hatırlayalım. Ağırlıklar eşitken, yüzey alanı küçük olanın basıncı daha büyük olur.
Adım 4: Bu durumda, küçük yüzey alanına sahip olan I. konumdaki tuğla, kuma daha fazla basınç uygular. Zaten metinde de bu tuğlanın kuma daha çok battığını gözlemlemiş olmamız gerektiği yazıyor.
Sonuç:
I. konumdaki tuğla kuma daha fazla basınç uygulamıştır.
Soru 2: II. aşamada temas yüzeyi eşit olan tuğlalardan hangisi kuma daha fazla basınç uyguladı? Yazınız.
Şimdi de ikinci sorumuza bakalım. Bu soruda Görsel 3.5’i ve metindeki II. aşama açıklamasını dikkate alacağız. Bu sefer deney düzeneğinde neyin değiştiğine, neyin aynı kaldığına odaklanalım.
Görseli inceliyoruz:
- I. düzenek: Kumun üzerinde bir tane tuğla var.
- II. düzenek: Kumun üzerinde üst üste konulmuş iki tane tuğla var.
Bu sefer tuğlaların kuma temas eden yüzey alanları için ne söyleyebiliriz? Her ikisi de aynı büyüklükteki yüzeyleri üzerine konulmuş. Yani bu deneyde yüzey alanı sabit tutulmuş.
Peki ne farklı? Tabii ki ağırlık!
- I. düzenekte sadece bir tuğlanın ağırlığı var.
- II. düzenekte ise iki tuğlanın toplam ağırlığı var. Yani II. düzenek, I. düzenekten daha ağır.
Şimdi ikinci kilit bilgimizi hatırlama zamanı: Bir cismin yüzeye uyguladığı ağırlık (kuvvet) ne kadar fazlaysa, yaptığı basınç da o kadar büyük olur.
Unutma: Yüzey alanı aynıysa, ağırlık ile basınç doğru orantılıdır. Ağırlık artar, basınç artar!
Çözüm Adımları:
Adım 1: Deneydeki düzeneklerin temas yüzey alanlarını karşılaştıralım. Soruda da belirtildiği gibi yüzey alanları eşittir.
Adım 2: Düzeneklerin toplam ağırlıklarını karşılaştıralım. II. düzenekte iki tuğla olduğu için ağırlığı, I. düzenekteki tek tuğlanın ağırlığından daha fazladır.
Adım 3: Basınç ve ağırlık arasındaki ilişkiyi hatırlayalım. Yüzey alanları eşitken, daha ağır olanın basıncı daha büyük olur.
Adım 4: Bu durumda, daha ağır olan II. düzenekteki tuğlalar, kuma daha fazla basınç uygular. Bu yüzden kumda daha derin bir iz bırakır.
Sonuç:
II. düzenekteki tuğlalar kuma daha fazla basınç uygulamıştır.