10. Sınıf Mega Yayıncılık Fizik Ders Kitabı Sayfa 61 Cevabı
A. Aşağıdaki tümcelerden doğru olanların yanındaki “D”, yanlış olanların yanındaki “Y” harflerini işaretleyelim. Yanlış olduğunu düşündüğümüz tümcelerin doğrusunu defterimize yazalım.
1. Birim yüzeye dik olarak etkiyen kuvvetin büyüklüğüne basınç denir. (D)
2. Bir kaptaki sıvının serbest yüzeyine uygulanan basınç, sıvının her noktasına aynen iletilir. (D)
3. Bileşik kaba doldurulan bir sıvı, kabın geniş kolunda daha büyük basınç yaratır. (Y)
4. Sıvıya daldırılan bir cisme etkiyen kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşittir. (D)
5. Akışkanın yoğunluğu, kaldırma kuvvetinde etkili değildir. (Y)
6. Akışkanın süratinin arttığı yerde sıvının boru çeperine uyguladığı basınç da artar. (Y)
7. Akışkanlar, boruların dar kısımlarında daha süratli akar. (D)
8. Uçaklar, Archimedes ve Bernoulli yasalarına göre uçar. (D)
B. Aşağıdaki tümcelerde noktalı yerlere, çerçeve içindeki sözcüklerden uygunları yazarak tümceleri tamamlayalım ve tamamlanmış tümceleri defterimize yazalım.
1. Kapalı kaplardaki gazların basınçları manometre ile ölçülür.
2. Basınç skaler bir büyüklüktür.
3. Durgun sıvı basıncı, sıvının değdiği yüzeye her noktada dik olarak etki eder.
4. Ayakta duran bir adam, tek ayağını kaldırırsa yere uyguladığı basınç artar.
5. Durgun sıvı basıncı derinlik/yoğunluk/ ver çekimi şiddeti ile doğru orantılıdır.
6. Sıvılı frenler, pascal ilkesinin bir uygulamasıdır.
7. Basınç birimi pascal dır ve türetilmiş bir birimdir.
8. Durgun akışkanların kaldırma kuvvetini Archimedes Yasası akan akışkanların kaldırma kuvvetini ise Bernoulli tanımlar.
C. Aşağıdaki soruların yanıtlarını defterinize yazınız.
1- Pratikte kullanılan basınç birimleri nelerdir ? Bunların birbirlerine dönüşümü nasıldır ?
-
Basınç, birim yüzeye uygulanan kuvvet olarak tanımlanabilir. Açık hava basıncı 76 cmHg olarak tespit edilmiştir.
-
Günlük hayatımızda ve bilimsel çalışmalarda pek çok basınç birimi kullanırız. Bunlardan en bilinenleri şunlardır:
-
atm: Atmosfer basıncının standart birimi olarak kabul edilir. 1 atm, deniz seviyesinde 0°C’de ölçülen ortalama hava basıncına eşittir.
-
Pa (pascal): Uluslararası Birimler Sistemi’nde (SI) basınç birimi olarak tanımlanır. 1 Pa, bir metrekarelik yüzeye dik olarak uygulanan 1 newtonluk kuvvete eşittir.
-
cmHg: Santimetre civa sütunu olarak ifade edilir. 1 cmHg, 1 santimetre yüksekliğindeki civa sütununun oluşturduğu basınca eşittir.
-
bar: SI sisteminde kullanılan bir türev birimdir. 1 bar, 100000 pascala eşittir.
-
g/cm²: Gram santimetre kare olarak ifade edilir. Bu birim, bir santimetre karelik yüzeye uygulanan gram cinsinden kuvvete eşittir. Bu birim eski ve yaygın olmayan bir birimdir.
-
mmHg: Milimetre civa sütunu olarak ifade edilir. 1 mmHg, 1 milimetre yüksekliğindeki civa sütununun oluşturduğu basınca eşittir. Bu birim tıp ve meteoroloji alanlarında kullanılır.
-
Torr: İtalyan fizikçi Evangelista Torricelli’nin adını taşıyan bir basınç birimidir. 1 Torr, 1 mmHg’ye eşittir. Bu birim vakum teknolojisi ve düşük basınç ölçümlerinde kullanılır.
Bunların birbirlerine dönüşümü için aşağıdaki dönüşüm formüllerini kullanabilirsin:
-
1 atm = 1033 g/cm² = 760 mmHg = 1,033 kg/cm² = 76 cmHg = 1,0133 dyn/cm² = 760 Torr = 1,0133 bar = 101325 Pa
-
1 Pa = 1 N.m⁻² = 1 kg.m⁻¹.s⁻²
-
1 bar = 105 Pa
-
1 atm = 760 mmHg = 76 cmHg
-
1 atm = 101325 N.m⁻² = 101325 Pa = 760 mmHg
2- Barometrede cıva yerine niçin su kullanılmaz?
3- Archimedes Yasası ile yer çekiminin ilişkisi nedir?
Archimedes Yasası, Siraküzalı bilgin Arşimet tarafından bulunan bir fizik kanunudur. Bu kanun, bir sıvı veya gaz içindeki katı bir cismin, yerçekimi kuvvetinin ters yönünde itilme kuvveti etkisinde kaldığı ilkesine dayanır. Bu itilme kuvveti, cismin yer değiştirdiği sıvı veya gazın ağırlığına eşittir. Bu sayede, cisimlerin yüzme veya batma durumlarını belirleyebiliriz.
Yer çekimi kuvveti ise, her cismin birbirini kütleleriyle doğru orantılı ve aralarındaki mesafeye ters orantılı olarak çektiği kuvvettir. Bu kuvvet, cisimlerin ağırlıklarını belirler. Yer çekimi kuvveti, cisimlerin sıvı veya gaz içindeki hareketlerini etkiler.
Archimedes Yasası ile yer çekiminin ilişkisi şöyle açıklanabilir: Bir sıvı veya gaz içindeki katı bir cismin ağırlığı, yer çekimi kuvvetinin etkisiyle belirlenir. Bu ağırlık, sıvı veya gazın itilme kuvveti ile dengelenirse, cisim yüzer. Eğer itilme kuvveti ağırlıktan küçükse, cisim batar. Eğer itilme kuvveti ağırlıktan büyükse, cisim yükselir.
4- Yüzme koşullarından hareketle katıların ya da sıvıların yoğunluğu nasıl ölçülebilir?
-
Katıların yoğunluğu için, katının kütlesini bir terazi ile ölçebilir ve hacmini geometrik şekline göre hesaplayabilirsin. Sonra kütleyi hacme bölerek yoğunluğu bulabilirsin. Yoğunluk = Kütle / Hacim. Eğer katının geometrik şekli belli değilse, hacmini su ile yer değiştirme yöntemi ile bulabilirsin. Bunun için katıyı bir bardak suya daldırarak su seviyesindeki yükselmeyi ölçersin. Bu yükselme katının hacmine eşittir.
-
Sıvıların yoğunluğu için, sıvının kütlesini bir kap içinde tartabilir ve hacmini bir ölçü kabı ile ölçebilirsin. Sonra kütleyi hacme bölerek yoğunluğu bulabilirsin. Yoğunluk = Kütle / Hacim. Alternatif olarak, sıvının yoğunluğunu dansimetre ya da piknometre adı verilen aletler ile de ölçebilirsin. Dansimetre, sıvının içine batırılan ve üzerinde yoğunluk değerleri yazılı olan bir cam tüptür. Piknometre ise belirli bir hacme sahip olan ve sıvı ile doldurulduktan sonra tartılan bir cam kaplardır.
5- Gazlar havada uçtuğu için serbest moleküler olduğu için bir ilişkisi yoktur.
Tanecikler arası boşluk fazladır ve bulunduğu ortamın şeklini alırlar, tanecikler arası boşluk fazla olduğu için bir bütün oluşturmazlar bu nedenle yer çekimi yok denecek kadar az etki yapar.
6- Küçük bir çelik bilye suda yüzemezken tonlarca kütledeki gemiler nasıl yüzebilmektedir?
-
Bir cismin suda yüzmesi veya batması, cismin yoğunluğu ile suyun yoğunluğu arasındaki ilişkiye bağlıdır. Yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha az olan cisimler suda yüzerken, yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha fazla olan cisimler suda batar.
-
Küçük bir çelik bilye, yoğunluğu suyun yoğunluğundan çok daha fazla olduğu için suda batar. Çelik bilyenin yer değiştirdiği suyun ağırlığı, çelik bilyenin ağırlığından daha azdır. Bu yüzden çelik bilye üzerine etki eden itilme kuvveti, yer çekimi kuvvetinden daha küçüktür.
-
Tonlarca kütledeki gemiler ise, yoğunlukları suyun yoğunluğundan daha az olduğu için suda yüzebilirler. Gemilerin yoğunlukları, gemilerin kütlesi ile hacmi arasındaki orana bağlıdır. Gemilerin kütlesi çok büyük olmasına rağmen, hacimleri de çok büyüktür. Bu da gemilerin yoğunluklarını azaltır. Ayrıca gemilerin içinde hava boşlukları da vardır. Bu da gemilerin etkin yoğunluklarını daha da azaltır.
-
Gemilerin yer değiştirdiği suyun ağırlığı, gemilerin ağırlığına eşit veya daha fazladır. Bu yüzden gemiler üzerine etki eden itilme kuvveti, yer çekimi kuvvetine eşit veya daha büyüktür.
7- Otomobillerin sıvılı frenlerinde sıvı yerine gaz kullanılabilir mi ?
Otomobillerin sıvılı frenlerinde sıvı yerine gaz kullanılamaz. Yani cevabımız hayır olacaktır. Sıvılı frenler, Pascal ilkesinin bir uygulamasıdır. Bu ilkeye göre, kapalı bir kapta bulunan sıvının herhangi bir noktasına uygulanan basınç, sıvının diğer tüm noktalarına aynen iletilir. Bu sayede, fren pedalına basıldığında, fren hidroliği adı verilen sıvının basıncı artar ve bu basınç fren balatalarına aktarılır. Böylece araç yavaşlar.
Gazlar ise sıkıştırılabilir oldukları için sıvılı frenlerde kullanılamaz. Gazlara basınç uygulandığında hacimleri azalır ve basınç iletimi sağlanamaz. Bu nedenle otomobillerin sıvılı frenlerinde sıvı yerine gaz kullanmak mümkün değildir
8- İçinde çelik bilye bulunan plastik bir bardak, kovadaki suda yüzüyor. Bilye bardaktan alınarak kovaya atılırsa kovadaki su düzeyinde ne gözlenir?
Cevap:
Bilye bardaktan alınarak kovaya atılırsa kovadaki su düzeyinde azalma gözlenir. Bunun nedeni şöyledir:
-
Bardak ve bilye kovadaki suda yüzerken, yer değiştirdikleri suyun ağırlığına eşit bir itilme kuvveti alırlar. Bu itilme kuvveti, Archimedes Yasası olarak bilinir.
-
Bardak ve bilyenin toplam ağırlığı, yer değiştirdikleri suyun ağırlığından daha azdır. Bu yüzden su yüzeyinde kalırlar.
-
Bilye bardaktan alınıp kovaya atıldığında, bardakta kalan hava boşluğu nedeniyle bardağın ağırlığı azalır. Bu da bardağın yer değiştirdiği suyun hacmini azaltır.
-
Bilye ise kovadaki suda batar, çünkü bilyenin ağırlığı yer değiştirdiği suyun ağırlığından daha fazladır. Bilyenin batarken yer değiştirdiği suyun hacmi ise bardağın yer değiştirdiği suyun hacminden daha azdır. Çünkü bilye daha yoğun ve daha küçük bir cisimdir.
-
Dolayısıyla, bilye bardaktan alınıp kovaya atıldığında, kovadaki suyun hacminde bir azalma olur. Bu da su düzeyinin azalmasına neden olur.
