Harika bir soru! Gel bakalım, bu deneyi birlikte analiz edelim ve sıvı basıncının sırlarını çözelim. Unutma, Fen Bilimleri’nde en önemli şey, neyin neden değiştiğini anlamaktır.
1) Sıvıların kabın tabanına yaptığı basınç, sıvının cinsine ve basıncı ölçecek noktanın sıvı yüzeyine olan dik uzaklığına bağlı olup kabın kesit alanına bağlı değildir.
Yukarıda 1’den 6’ya kadar numaralandırılmış kaplar bulunmaktadır. Bu kapları göz önüne alarak aşağıdaki soruları cevaplayınız.
a) 1 ve 2 numaralı kaplar ile oluşturulacak olan bir deneyde; bağımlı değişken, bağımsız değişken ve kontrol edilen değişkenin neler olacağını aşağıda verilen noktalı yerlere yazınız.
Merhaba sevgili öğrencim, bu soruyu çözmek için önce deneylerdeki değişkenleri bir hatırlayalım. Bir deneyde bizim bilerek değiştirdiğimiz şeye bağımsız değişken, bu değişiklikten nasıl etkilendiğini gözlemlediğimiz şeye bağımlı değişken ve deney boyunca hiç değiştirmediğimiz, sabit tuttuğumuz şeylere de kontrol edilen (sabit tutulan) değişken diyoruz.
Şimdi 1. ve 2. kaplara dikkatlice bakalım:
- 1. Kap: Taban alanı 2S, içinde ‘h’ yüksekliğinde Su var.
- 2. Kap: Taban alanı 4S, içinde ‘h’ yüksekliğinde Su var.
Adım 1: Farklı olan ne?
Bu iki kaba baktığımızda, her ikisinde de aynı tür sıvı (Su) ve aynı yükseklikte (h) sıvı olduğunu görüyoruz. Değişik olan tek şey kapların taban alanları (biri 2S, diğeri 4S). İşte bu bizim bilerek değiştirdiğimiz şeydir. Yani bu deneyde “Acaba kabın taban alanı basıncı etkiler mi?” sorusunu araştırıyoruz.Adım 2: Neyi ölçüyoruz?
Taban alanını değiştirdiğimizde neyin değişip değişmediğini merak ediyoruz? Elbette ki sıvının tabana yaptığı basıncın! Bu yüzden ölçeceğimiz, gözlemleyeceğimiz şey sıvı basıncıdır.Adım 3: Neleri aynı tuttuk?
Bu deneyi adil bir şekilde yapabilmek için taban alanı dışında her şeyi aynı tutmamız gerekir. Neleri aynı tuttuk? Sıvının cinsini (ikisi de Su) ve sıvının yüksekliğini (ikisi de h) aynı tuttuk.Sonuç:
- Bağımsız Değişken: Kabın taban alanı (kesit alanı)
- Bağımlı Değişken: Sıvı basıncı
- Kontrol Edilen Değişken: Sıvının cinsi (yoğunluğu) ve sıvının yüksekliği (derinliği)
b) 1 ve 4 numaralı kaplar ile oluşturulacak olan bir deneyde; bağımlı değişken, bağımsız değişken ve kontrol edilen değişkenin neler olacağını aşağıda verilen noktalı yerlere yazınız.
Şimdi de 1. ve 4. kapları karşılaştıralım. Aynı mantıkla ilerleyeceğiz, hiç merak etme.
- 1. Kap: Taban alanı 2S, içinde ‘h’ yüksekliğinde Su var.
- 4. Kap: Taban alanı 2S, içinde ‘h’ yüksekliğinde Zeytinyağı var.
Adım 1: Farklı olan ne?
İki kaba baktığımızda, taban alanlarının (2S) ve sıvı yüksekliklerinin (h) aynı olduğunu görüyoruz. Bu sefer farklı olan tek şey ne? Evet, doğru bildin! Sıvıların cinsi farklı (biri Su, diğeri Zeytinyağı). Bu durumda biz “Sıvının cinsi (yoğunluğu) basıncı etkiler mi?” sorusunu araştırıyoruz.Adım 2: Neyi ölçüyoruz?
Sıvının cinsini değiştirdiğimizde, bu durumun sıvı basıncını nasıl etkilediğini ölçeceğiz. Yani gözlemleyeceğimiz şey yine sıvı basıncı olacak.Adım 3: Neleri aynı tuttuk?
Deneyimizin doğru sonuç vermesi için sıvı cinsi dışında her şeyi sabit tutmalıyız. Baktığımızda kapların taban alanlarını (ikisi de 2S) ve sıvı yüksekliklerini (ikisi de h) aynı tuttuğumuzu görüyoruz.Sonuç:
- Bağımsız Değişken: Sıvının cinsi (yoğunluğu)
- Bağımlı Değişken: Sıvı basıncı
- Kontrol Edilen Değişken: Kabın taban alanı ve sıvının yüksekliği (derinliği)
c) 3, 4 ve 5 numaralı kaplardaki sıvıların kabın tabanına yaptığı basınçları aşağıda verilen noktalı bölüme büyükten küçüğe doğru sıralayarak noktalı yerlere yazınız.
Bu soruyu çözmek için sıvı basıncının nelere bağlı olduğunu hatırlamamız yeterli. Sıvı basıncı formülümüzü bir kenara yazalım: P = h x d (Basınç = Derinlik x Yoğunluk). Sorunun en başında da yazdığı gibi, kabın şekli veya taban alanı basıncı etkilemez! Bu bilgi bizim için çok önemli.
Şimdi kaplarımızı tek tek inceleyelim:
- 3. Kap: ‘h’ yüksekliğinde Zeytinyağı var. (Taban alanı S)
- 4. Kap: ‘h’ yüksekliğinde Zeytinyağı var. (Taban alanı 2S)
- 5. Kap: ‘h/2’ yüksekliğinde Zeytinyağı var. (Taban alanı 2S)
Adım 1: 3. ve 4. kapları karşılaştıralım.
Her iki kapta da aynı cins sıvı (Zeytinyağı) var, yani yoğunlukları (d) aynı. Sıvı yükseklikleri de (h) aynı. Taban alanları farklı ama biz ne öğrendik? Taban alanı basıncı etkilemez! O zaman bu iki kaptaki basınçlar birbirine eşittir. Yani, P₃ = P₄.Adım 2: Şimdi bu kapları 5. kap ile karşılaştıralım.
5. kapta da Zeytinyağı var, yani yoğunluk aynı. Fakat bu kabın yüksekliği diğerlerinin yarısı kadar (h/2). Sıvı basıncı derinlikle doğru orantılı olduğu için, derinlik azaldıkça basınç da azalır. Bu durumda 5. kaptaki basınç, 3. ve 4. kaplardaki basınçtan daha küçüktür.Adım 3: Sıralamamızı yapalım.
En büyük basınç 3. ve 4. kaplarda ve birbirlerine eşitler. En küçük basınç ise 5. kapta.Sonuç:
Basınçların büyükten küçüğe doğru sıralaması şöyledir:
P₃ = P₄ > P₅