sesin süratine sıcaklığın etkisini araştırmak isteyen ogrencinin hazırlayacağı bir deney düzeneği çiziniz.
Bağımsız değişken
Bağımlı değişken
Kontrol edilen değişkenleri yazınız.
Berke3 said sesin süratine sıcaklığın etkisini araştırmak isteyen öğrencinin hazırlayacağı bir deney düzeneği çiziniz. Bağımsız değişken, Bağımlı değişken, Kontrol edilen değişkenleri yazınız.
Cevap:
Sesin süratine sıcaklığın etkisini görmek için, aşağıdaki deney düzeneklerini kullanabilirsiniz. Burada amaç, aynı mesafede farklı sıcaklıklarda sesi ölçerek süratin değişimini incelemektir.
1. Deney Düzeneği Örneği
-
Kapalı Bir Tüp veya Boru:
- İçine termometre veya ısıölçer yerleştirilmiş, mümkünse yalıtımlı bir tüp kullanabilirsiniz.
- Tüpün bir ucunda ses kaynağı (örneğin cep telefonu hoparlörü veya küçük bir hoparlör), diğer ucunda ise hassas bir mikrofon veya ses sensörü bulunur.
-
Termometre (Sıcaklığı Ölçmek İçin):
- Tüpün içindeki hava sıcaklığını ölçecek bir dijital termometre ya da laboratuvar termometresi tercih edebilirsiniz.
- Sıcaklığı sabit tutmak veya değiştirmek için sıcak/soğuk hava üfleyen bir cihaz veya kontrollü ortam (laboratuvar) kullanılabilir.
-
Zaman Ölçümü (Kronometre-Stopwatch veya Sensörler):
- Ses kaynağından çıkan ses ile mikrofonun yakaladığı sinyal arasındaki süre farkını ölçebilecek bir zamanölçer veya bilgisayar tabanlı veri toplama sistemi kullanabilirsiniz.
-
Isıtıcı/Soğutucu Düzenek:
- Isıtılmış veya soğutulmuş havayı tüp içine yönlendirmek için veya tüpü farklı ortamlara (örneğin buzlu su dolu kapta yalıtım malzemesiyle) yerleştirmek için kullanılabilir.
Aşağıdaki şekilde basit bir çizim düşünebilirsiniz:
--------------------------
| Tüp |
| (içinde hava ve |
| termometre) |
| |
| Ses Kaynağı ---> |----> Mikrofon
--------------------------
Isıtıcı / Soğutucu
2. Değişkenler
-
Bağımsız Değişken (Manipüle Edilen):
Sıcaklık (farklı sıcaklık değerlerinde hava veya ortamın sıcaklığı değiştirilerek yapılır). -
Bağımlı Değişken (Ölçülen):
Sesin Hızı (veya sesin ulaşma süresi).- Aynı mesafede sesin varış zamanına bakarak hızı hesaplayabilirsiniz.
\text{Ses hızı} = \frac{\text{Mesafe}}{\text{Zaman}} -
Kontrol Edilen Değişkenler (Sabit Tutulanlar):
- Tüpün Boyu veya Sesin Yol Aldığı Mesafe
- Havanın Basıncı (mümkünse aynı ortam basıncında tutmak)
- Ses Kaynağının Ses Şiddeti ve Frekansı (aynı hoparlör veya ses üreteci kullanılmalı)
- Deneyin Yapıldığı Ortam (Rüzgar, Nem vb.)
- Ölçüm Aletleri (aynı termometre, aynı kronometre, aynı mikrofon)
3. Adım Adım Deneyin Yapılışı
- Tüpün içindeki havanın başlangıç sıcaklığını (örneğin oda sıcaklığı) ölçün ve not edin.
- Ses kaynağına sabit bir ses sinyali vererek, mikrofonun aldığı sesi analiz edin.
- Mesafeyi (tüp uzunluğunu) not alın.
- Sesin kaynaktan mikrofona ulaşma süresini kronometre veya sensörle kaydedin.
- Tüp içindeki havayı yavaşça farklı sıcaklıklara getirin (örneğin 10°C, 20°C, 30°C gibi). Her sıcaklık değişiminde aynı işlemi tekrarlayarak yeni süreleri kaydedin.
- Her sıcaklık değerine karşılık sesin süratini (mesafe/zaman) hesaplayın.
- Verileri tabloya kaydedin ve sıcaklık ile ses hızı arasındaki ilişkiyi inceleyin.
4. Örnek Tablo
| Değişken | Tanım | Örnek/Değer |
|---|---|---|
| Bağımsız Değişken | Sıcaklık | 10°C, 20°C, 30°C, … |
| Bağımlı Değişken | Sesin hızı veya sesin varış süresi | t (sn) veya v (m/s) |
| Kontrol Değişkenleri | Tüp (mesafe), basınç, nem, ses kaynağının özellikleri, ölçüm aletleri | Sabit tutulur |
Bu şekilde, sesin süratine sıcaklığın nasıl etki ettiğini deneysel olarak keşfedebilirsiniz.