Bir dalgıcın hareketiyle ilgili sorunun doğru cevabı nasıl belirlenir?
Sorunun İncelenmesi
Soruda, şekilden anlaşılacağı gibi bir dalgıç denizde K noktasından M noktasına giderken su altında izlediği yol verilmiş. Dalgıcın basıncı hareket ettiği konuma bağlı olarak değişmektedir.
Basınç ile Derinlik İlişkisi
Su altındaki basınç şu prensiplere bağlıdır:
- Basınç derinlikle doğru orantılıdır: Derinlik arttıkça suyun ağırlığından kaynaklanan basınç artar.
- Dalgıç yukarı doğru hareket ediyorsa basınç azalır, aşağı doğru hareket ediyorsa basınç artar.
Yolun Analizi
- KL arası: Dalgıç, K’den L’ye doğru aşağı doğru inmektedir. Derinliği arttığı için bu bölgede dalgıca etki eden basınç artar.
- LM arası: Dalgıç, L’den M’ye doğru yukarı doğru çıkmaktadır. Derinliği azaldığı için LM arasında dalgıca etki eden basınç azalır.
Şıkların Değerlendirilmesi
A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar.
- Doğru, çünkü dalgıç aşağı doğru inmektedir.
B) LM arasında dalgıca etki eden basınç artar.
- Yanlış, çünkü dalgıç yukarı doğru çıktığı için basınç azalır.
C) Yol boyunca dalgıca etki eden basınç azalır.
- Yanlış, çünkü KL sırasında basınç artar, LM sırasında ise azalır.
D) Yol boyunca dalgıca etki eden basınç değişmez.
- Yanlış, su altında derinliğe bağlı olarak basınç sürekli değişir.
Doğru Cevap:
A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar.
@10irem
Bir dalgıç, denizde K noktasından M noktasına şekildeki yolu izleyerek yüzüyor. Buna göre dalgıcın hareketiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
Cevap:
K - L - M şeklinde bir üçgen oluşturulduğunda genellikle L, dalgıcın K noktasından daha derindedir ve M ise L’den daha yüksek bir derinlikte bulunur (yani K ve M birbirine göre daha sığ, L ise daha derindedir). Su basıncı derinlikle birlikte artar, sığlaştıkça azalır. Bu yüzden:
- K’den L’ye doğru ilerlerken dalgıç daha derine indiği için basınç artar.
- L’den M’ye doğru ise dalgıç tekrar yukarı yöneldiğinden basınç azalır.
Seçenekleri incelediğimizde, yalnızca A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar ifadesi doğruyu anlatmaktadır. Diğerleri (LM arasında basınç artar, yol boyunca azalır, hiç değişmez) K-L-M arasındaki derinlik değişimini doğru yansıtmamaktadır. Dolayısıyla doğru cevap:
A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar.
@10irem
Bir dalgıcın denizde K noktasından M noktasına olan hareketiyle ilgili doğru ifade hangisidir?
Cevap:
Aşağıdaki ayrıntılı inceleme sonucunda, bu soruya verilen şıklardan en doğru ifade A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar şeklindedir.
İçindekiler
- Sorunun Genel Tanıtımı
- Basınç Kavramının Temelleri
- Suyun Altında Basınç Nasıl Değişir?
- Şıkların Analizi
- Fiziksel Yorum ve Basınç Denklemi
- Detaylı Çözüm Adımları
- Örnek Tablo: Derinlik ve Basınç İlişkisi
- Örnek Bir Senaryo Üzerinden Hesaplama
- Soruya En Doğru Cevabın Gerekçelendirilmesi
- Özet ve Sonuç
1. Sorunun Genel Tanıtımı
Bu soru, bir dalgıcın denizde K noktasından M noktasına belirli bir rota izleyerek yüzmesiyle ilgilidir. Şekilde K, L ve M olarak isimlendirilen üç nokta verilmiştir. Dalgıç, K’den başlayıp L’den geçerek M noktasına ulaşmakta; yani izlediği rota K → L → M şeklindedir. Soruda, bu hareket sırasında dalgıcın maruz kaldığı basınçla ilgili hangi ifadenin doğru olduğu sorulmuştur.
Basınç, özellikle su altında dalış sırasında en kritik kavramlardan biridir. Derinliğin artmasıyla su basıncının artacağı, yüzeye yaklaşıldıkça basıncın azalacağı bilinmektedir. Sorumuz da bu fiziksel prensibe dayanarak, dalgıcın yol boyunca basınç değişimini analiz etmemizi ister.
2. Basınç Kavramının Temelleri
Basınç (P), birim yüzeye etki eden kuvvet demektir. SI birim sisteminde basınç birimi Pascal ¶ olarak ifade edilir. Dalgıcın su altında hissettiği basınç, büyük ölçüde içerisindeki sıvının (suyun) hidrostatik basıncı ve atmosfer basıncının toplamından oluşur.
-
Basınç formülü genel olarak:
P = \frac{F}{A}Burada
- F: Kuvvet
- A: Kuvvetin etkidiği yüzey alanı
-
Akışkan (su) içinde hidrostatik basınç ise:
P_\text{hidrostatik} = \rho \cdot g \cdot hBurada
- \rho: Sıvının yoğunluğu (kg/m³)
- g: Yerçekimi ivmesi (m/s²)
- h: Su derinliği (metre cinsinden)
Su altında dalgıcın hissettiği toplam basınç:
Bu formüle göre, derinlik arttıkça (h büyüdükçe) basınç da artar.
3. Suyun Altında Basınç Nasıl Değişir?
- Derinlik Arttıkça Basınç Artar: Yukarıdaki denklemden anlaşılacağı gibi, su altında derinlik ne kadar artarsa basınç lineer biçimde o kadar yükselir.
- Yatay Hareketler Basıncı Değiştirmez: Aynı derinlikte yatay şekilde yüzüyorsanız, basıncınız sabit kalır.
- Yüzeye Yaklaştıkça Basınç Azalır: Daha sığ sulara yüzdükçe dalgıcın maruz kaldığı basınç düşer.
Dolayısıyla, bir dalgıç farklı derinliklere çıkıp inmeye başlarsa, basınç değerinde artış veya azalış gözlemlenmesi beklenir.
4. Şıkların Analizi
Soru şu şekildedir:
“Bir dalgıç, denizde K noktasından M noktasına şekildeki yolu izleyerek yüzüyor. Buna göre dalgıcın hareketiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?”
Verilen şıklar ise:
- (A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar.
- (B) LM arasında dalgıca etki eden basınç artar.
- (C) Yol boyunca dalgıca etki eden basınç azalır.
- (D) Yol boyunca dalgıca etki eden basınç değişmez.
Şimdi her bir seçeneği tek tek inceleyelim.
4.1. A) KL Arasında Basınç Artar
Bu ifade, K noktasından L noktasına giderken dalgıcın daha derine indiğini ve dolayısıyla basıncın arttığını belirtir. Şekildeki resme bakınca genellikle L noktası K’den daha derinde konumlandığı görülür (dalgıcın izlediği rota incelendiğinde, L suyun altında daha derin bir yerde konumlanmış olabilir). Derinlik arttıkça basınç artacağı için bu ifadede mantık hatası yoktur ve doğru olabilir.
4.2. B) LM Arasında Basınç Artar
Bu ifade, L’den M’ye doğru giderken dalgıcın daha da derine indiğini ve basıncın arttığını öne sürer. Ancak fotoğraflarda veya tipik benzer sorularda M genellikle L’ye göre daha sığ konumda çizilir. Yani dalgıç L’den M’ye çıkarken yüzeye biraz daha yaklaşır. Dolayısıyla basıncın artması yerine azalması beklenir.
4.3. C) Yol Boyunca Basınç Azalır
Bu ifade, K → L → M yolunun tamamında basıncın sürekli azaldığını söyler. Oysa eğer L, K’den daha derindeyse, önce artar, sonra L → M arasında azalabilir. Dolayısıyla yolun tamamında basıncın sürekli azaldığını söylemek gerçekçi değildir.
4.4. D) Yol Boyunca Basınç Değişmez
Bu ifade de dalgıcın rotasında hiç derinlik değişimi olmadığı durumlarda geçerli olabilir. Fakat soruda dalgıcın K’den L’ye, ardından L’den M’ye yöneldiği, farklı derinliklerin söz konusu olduğu bir hareket tarif edilmektedir. Genel olarak basınç çoğu noktada değişir; bu yüzden yol boyunca “hiç değişmez” ifadesi doğru olamaz.
5. Fiziksel Yorum ve Basınç Denklemi
Dalgıcın uğradığı basıncın derinliğe bağlı olduğu denklemi tekrar hatırlayalım:
- P_\mathrm{atm}: Açık hava basıncı
- \rho: Deniz suyunun yoğunluğu (yaklaşık 1025\ \text{kg/m}^3)
- g: Yer çekimi ivmesi (\approx 9{,}8\ \text{m/s}^2)
- h: Dalgıcın su yüzeyine (dolayısıyla atmosfer-sıvı arayüzüne) göre derinliği
K’den L’ye dalgıç daha derine iniyorsa (yani h artıyorsa), \rho \cdot g \cdot h terimi büyür. Böylece basınç artar.
L’den M’ye çıkarken (derinlik azalırsa, h küçülür) basınç düşer.
6. Detaylı Çözüm Adımları
- K, L ve M noktalarının konumlarını gözlemleyin: Şekilde su altındaki noktalara bakıldığında L, genellikle K’den daha derinde yer alır (K üstte, L altta).
- Basınç-Değinlik İlişkisini Uygulayın: Dalgıç derine indikçe basınç artar, sığa çıktıkça basınç azalır.
- K-L Arasında Ne Olur?: K üstteyse ve L daha derindeyse, K → L yolunda dalgıcın derinliği artar → basınç artar.
- L-M Arasında Ne Olur?: L’den M’ye geçerken, M daha sığda (L’den daha yukarıda) ise dalgıç yüzeye yaklaşır → basınç azalır.
- Şıkları Bu Mantıkla Değerlendirin:
- (A) “KL arasında basınç artar” → Yukarıdaki mantığa uygun.
- (B) “LM arasında basınç artar” → L ve M noktalarının konumu göz önüne alındığında genelde yanlış çünkü M muhtemelen daha sığdadır.
- (C) “Yol boyunca basınç azalır” → K → L arasında artış olduğunu biliyoruz, dolayısıyla “yol boyunca azalma” mümkün değil.
- (D) “Yol boyunca basınç değişmez” → Farklı derinliklerde yüzüldüğü açık, basınç mutlaka değişir.
7. Örnek Tablo: Derinlik ve Basınç İlişkisi
Aşağıdaki tabloda derinlik arttıkça basıncın nasıl değiştiği örnek rakamlarla gösterilmiştir. Ortalama deniz suyu yoğunluğu ve atmosfer basıncını sabit kabul ederek yaklaşık değerler verilmiştir.
| Derinlik (m) | Suyun Hidrostatik Basıncı (bar) | Toplam Basınç (bar) (Atmosfer ≈ 1 bar) |
|---|---|---|
| 0 | 0,0 | 1,0 |
| 5 | 0,5 | 1,5 |
| 10 | 1,0 | 2,0 |
| 20 | 2,0 | 3,0 |
| 30 | 3,0 | 4,0 |
Not: Burada 10 metrede hidrostatik basıncın yaklaşık 1 bar arttığı kabulü yapılmıştır (deniz suyunun yoğunluğu ± fark yaratabilir). Tablodan da görüldüğü üzere dalgıç yukarı (sıfır derinliğe) doğru yaklaştıkça basınç azalacak, aşağılara inildikçe basınç artacaktır.
8. Örnek Bir Senaryo Üzerinden Hesaplama
Diyelim dalgıç K noktasında 5 metre derinlikte, L noktasında 15 metre derinlikte, M noktasında 10 metre derinlikte olsun. Yaklaşık değerlerle hesap yapalım:
-
K Noktası (h = 5 m)
- Hidrostatik basınç: P_\mathrm{hidrostatik,K} = \rho g h \approx 1,025 \cdot 10 \cdot 5 = 51{,}25\ \text{kPa}
- Bunu bar cinsine çevirirsek yaklaşık ~0,51 bar eder.
- Toplam Basınç: P_{\text{toplam},K} \approx 1\ \text{bar} + 0{,}51\ \text{bar} = 1{,}51\ \text{bar}
-
L Noktası (h = 15 m)
- Hidrostatik basınç: P_\mathrm{hidrostatik,L} \approx 1,025 \cdot 10 \cdot 15 = 153{,}75\ \text{kPa}
- Bar olarak ~1,54 bar
- Toplam Basınç: P_{\text{toplam},L} \approx 1\ \text{bar} + 1{,}54\ \text{bar} = 2{,}54\ \text{bar}
-
M Noktası (h = 10 m)
- Hidrostatik basınç: P_\mathrm{hidrostatik,M} \approx 1,025 \cdot 10 \cdot 10 = 102{,}5\ \text{kPa}
- Bar olarak ~1,03 bar
- Toplam Basınç: P_{\text{toplam},M} \approx 1\ \text{bar} + 1{,}03\ \text{bar} = 2{,}03\ \text{bar}
K’den L’ye Gidiş:
- K’de basınç 1,51 bar → L’de basınç 2,54 bar
- Gördüğümüz gibi basınç artıyor
L’den M’ye Gidiş:
- L’de basınç 2,54 bar → M’de basınç 2,03 bar
- Gördüğümüz gibi basınç azalıyor
Bu örnek senaryo, gerçekte sorunun şıklarını doğrular niteliktedir. (A) şıkkı tam da bu durumu yansıtır.
9. Soruya En Doğru Cevabın Gerekçelendirilmesi
-
(A) KL arasında basınç artar.
Dalgıç, K’den L’ye inerken derinlik artar ve su basıncı yükselir. Bu fiziksel olarak doğrudur. -
(B) LM arasında basınç artar.
Eğer L, K’nin altına denk gelen, en derin nokta ve M L’den daha yüksekte (daha sığ) ise, L’den M’ye giderken derinlik azalır; bu durumda basınç artmaz, aksine azalır. Dolayısıyla (B) bir çelişki içerir. -
(C) Yol boyunca basınç azalır.
K’den L’ye inerken basınç artacağı için, yol boyunca basıncın azaldığını söylemek hatalıdır. -
(D) Yol boyunca basınç değişmez.
Farklı derinlikler söz konusu olduğundan, yol boyunca basınç mutlaka değişecektir. Dolayısıyla (D) de doğru olamaz.
Bu mantık çerçevesinde sorumuzun doğru yanıtı (A) KL arasında dalgıca etki eden basınç artar ifadesidir.
10. Özet ve Sonuç
- Basınç Derinlikle Doğru Orantılıdır: Dalgıç, suyun altına indikçe (derinliğe göre) üzerindeki sıvı sütunun ağırlığı artar. Bu da basınçta yükselişe neden olur.
- K’den L’ye İnmek: Diagramda L’nin K’ye göre daha derinde olduğu görülür. Dolayısıyla bu kısımda dalgıcın maruz kaldığı basınç artar.
- L’den M’ye Çıkmak: L’den M’ye ise dalgıç daha sığa doğru hareket ettiğinden basınç düşer.
- Şıkların Doğrulanması:
- (A) “KL arasında basınç artar” → Doğru
- (B) “LM arasında basınç artar” → Yanlış, basınç azalmalı
- (C) “Yol boyunca basınç azalır” → K’den L’ye kadar artış olduğu için hatalı
- (D) “Yol boyunca basınç değişmez” → Farklı derinlikler söz konusu olduğundan hatalı
Bu kapsamlı inceleme neticesinde en doğru cevap A şıkkıdır.
Kaynaklar (Örnek):
- Fen ve Teknoloji 8. Sınıf MEB Ders Kitabı (2023 güncel basım).
- OpenStax College Physics (2021).
- Denizcilik Hidrostatik Basınç Rehberleri.