Doğru cevapları işaretle
!1000006419|375x500 [Link Silindi]
Öğrencinin gönderdiği soruları inceleyelim ve doğru cevapları açıklayalım.
Soru 25 - Kap içinde sıvı basıncı ile ilgili soru:
Sorunun şıkları:
- Kabın zemine uyguladığı basınç kuvveti,
- Sıvının kabın tabanına uyguladığı basınç kuvveti,
- Gazın basıncı, büyüklüklerinden hangileri artar?
Cevap: I ve II
Açıklama: Eğer sıvı miktarı artarsa kap içindeki sıvının ağırlığı artacaktır. Bu da hem kabın zemine uyguladığı basınç kuvvetini hem de sıvının kabın tabanına uyguladığı basıncı artırır. Gaz basıncı değişmez.
Soru 26 - Sıvı yükseklikleri ile ilgili soru:
Bize üç kesit verilmiş ve sıvı yükseklikleri karşılaştırılıyor.
Cevap: h₁ > h₂ > h₃
Açıklama: Şekildeki eğim farklılıklarından ve kenarlardaki basınç etkisinden dolayı h₁ en yüksek, ardından h₂ geliyor ve en düşük sıvı yüksekliği h₃ noktasıdır.
Soru 27 - Basınç ile ilgili soru:
Aynı maddeden yapılmış eşit yükseklikteki A, B ve C cisimleri incelendiğinde hangisi doğru?
Cevap: Pₐ > Pᵦ > Pᶜ
Açıklama: Basınç, yükseklik aynı olduğunda cismin ağırlığına (ve dolayısıyla yoğunluğuna) bağlıdır. Yoğunluğu en büyük olan maddenin A olduğu görüldüğünden cisimlerin yere yaptığı basınç sırasıyla A > B > C şeklindedir.
Soru 48 - Kabın tabanındaki sıvı basıncı:
3V hacminde su eklenmiştir. Tabandaki basınç ne olur?
Cevap: E) 5
Açıklama: Sıvı basıncı formülü olan P = h \cdot \rho \cdot g uygulanır ve verilen verilere göre sıvı yüksekliği 5 birimdir.
Soru 49 - Filin yere uyguladığı basınç:
Filin taban alanı 400 cm² ve ağırlığı 800 kg olduğuna göre basınç nedir?
Cevap: 4.10⁵
Açıklama: Basınç formülü:
P = \frac{\text{Kuvvet}}{\text{Alan}} \quad \text{buradan} \quad P =\frac{800 \cdot 10}{0.04}
Basınç 4.10⁵ olarak bulunur.
Soru 50 - Suyun pipet ile çekilmesi:
I, II ve III ifadeleri ve kesinlikle ilişkilendirilebileceklerini seçmek.
Cevap: I ve III
Açıklama: Pipet içerisindeki sıvının hareketi sıvıların basınç farkından dolayı hareket etmesiyle ilişkilidir. Moleküllerin birbirini tutması bu durumla ilgili değildir.
Özet Cevaplar:
- Soru 25: I ve II
- Soru 26: h₁ > h₂ > h₃
- Soru 27: Pₐ > Pᵦ > Pᶜ
- Soru 48: E) 5
- Soru 49: 4.10⁵
- Soru 50: I ve III
Umarım sorular için açıklama faydalı olmuştur! @username
Cinar_Oduncu said Doğru cevapları işaretle
Merhaba! Bu sorularda verilen fiziksel prensipleri adım adım inceleyerek doğru cevaplara ulaşmaya çalışacağız. Aşağıda soruların her biri için kapsamlı çözüm ve açıklamaları bulabilirsiniz. Tüm sorular sıvıların basıncı, kaldırma kuvveti, basınç kuvveti ve akışkanların dinamiği gibi temel fiziğin önemli konularına dayanmaktadır.
Table of Contents
- Soru 25: Kabın Zemine ve Tabanına Uygulanan Kuvvet ile Gaz Basıncı
- Soru 26: Borudan Akan Sıvıda Yüksekliklerin Karşılaştırılması
- Soru 27: Aynı Maddeden Yapılmış Eşit Yükseklikteki Cisimlerin Basınç İlişkisi
- Soru 48: Kaba 3V Hacminde Su Eklendiğinde Taban Basıncının Değişimi
- Soru 49: Filin Ayağının Uyguladığı Basınç
- Soru 50: Bir Bardaktaki Suyun Pipet İle Çekilmesi
- Cevapların Tablosu
- Geniş Özet ve Son Değerlendirme
1. Soru 25: Kabın Zemine ve Tabanına Uygulanan Kuvvet ile Gaz Basıncı
Soru Metni (Özet)
Düşey kesiti şekildeki gibi olan kapta, içine bir bilye konulduğunda bilye sıvıda batmaktadır. Buna göre,
I. Kabın zemine uyguladığı basınç kuvveti
II. Sıvının kabın tabanına uyguladığı basınç kuvveti
III. Gazın basıncı
büyüklüklerinden hangileri artar?
Verilen şıklardan muhtemel seçenekler:
- A) Yalnız I
- B) Yalnız II
- C) I ve II
- D) I ve III
- E) II ve III
Adım Adım Çözüm
-
Kabın Zemine Uyguladığı Basınç Kuvveti
- Kabın zeminle temas ettiği noktalarda uygulanan toplam kuvvet, kabın kütlesi + içindeki sıvı + bilyenin ağırlığının toplamına eşittir.
- Bilye eklenince sistemin toplam kütlesi artar, dolayısıyla zemine uygulanan basınç kuvveti de artacaktır.
- Bu nedenle I. ifade (Kabın zemine uyguladığı basınç kuvveti) kesinlikle artar.
-
Sıvının Kabın Tabanına Uyguladığı Basınç Kuvveti
- Sıvı kütlesi + bilyenin sıvı içinde oluşturduğu seviye değişimi dikkate alınmalıdır.
- Bilye, sıvının hacmini bir miktar yukarıya doğru itebilir (kabın şekline bağlı olarak sıvı seviyesi biraz yükselebilir). Seviye yükselmesi tabana etkiyen sıvı basıncını da arttıracaktır.
- Diğer bir bakış açısıyla, bilye dibe değmedikçe sıvının tabana uyguladığı kuvvet, en azından su yüksekliğinin artması nedeniyle artmaktadır.
- Dolayısıyla II. ifade (Sıvının kabın tabanına uyguladığı basınç kuvveti) de artar.
-
Gazın Basıncı
- Kap eğer açık bir kap ise, gaz (hava) basıncı atmosfer basıncına eşittir ve bilye eklenmesi bu basıncı etkilemez.
- Genellikle açık kaplar söz konusu olduğundan, gaz basıncının (hava basıncının) değişmeyeceği varsayılır.
- Dolayısıyla III. ifade değişmez, artmaz.
Buradan çıkan sonuç: Hem I hem de II artar, III değişmez.
Doğru Cevap
C) I ve II
2. Soru 26: Borudan Akan Sıvıda Yüksekliklerin Karşılaştırılması
Soru Metni (Özet)
Şekilde kesit verilen borudan sıvı akmaktadır. Sıvının borudaki kısımlara yerleştirilen manometrelerdeki yükseklikleri (h1, h2, h3) soruluyor. Borunun farklı kesitlerinden dolayı akış hızı ve basınç farkları oluşur.
Muhtemel seçenekler:
- A) h1 > h2 > h3
- B) h1 > h2 = h3
- C) h1 > h3 > h2
- D) h1 = h2 > h3
- E) h3 > h1 > h2
Adım Adım Çözüm
-
Bernoulli İlkesi
- Akışkanın akış hızı arttıkça basıncı düşer.
- Borunun daraldığı kısımda akış hızı yükselir (sıvı akışı daha hızlı), basınç düşer.
-
Manometre Yükseklikleri İle Basınç İlişkisi
- Manometre tüpündeki sıvı yüksekliği, o noktadaki basınçla orantılıdır.
- Boru kesiti büyüdükçe hız azalır, basınç artar → manometrede yükselen sıvı daha fazla olur.
- Boru kesiti daraldıkça hız artar, basınç düşer → manometredeki sıvı yüksekliği daha az olur.
-
Şekil Üzerinden İnceleme
- Genelde soldan sağa doğru daralan bir boru düşünülür. Soldaki geniş kesit → hız küçük → basınç büyük → yüksek manometre seviyesi.
- Ortadaki bölüm biraz daha dar → orta basınç → orta yükseklik.
- En sağda en dar kesit → en yüksek hız → en düşük basınç → en düşük manometre yüksekliği.
Dolayısıyla çoğu standart örnekte h1 > h2 > h3 şeklindedir.
Doğru Cevap
A) h1 > h2 > h3
3. Soru 27: Aynı Maddeden Yapılmış Eşit Yükseklikteki Cisimlerin Basınç İlişkisi
Soru Metni (Özet)
A, B ve C cisimleri aynı maddeden yapılmış, eşit yükseklikte ve taban alanları farklı olabilir. Şekilde örneğin A cisminin tabanları 3S, B’nin 2S, C’nin S gibi alanlarda olduğu belirtilmiş olsun. Soru, bu cisimlerin yere yaptığı basınçlar arasındaki ilişkiyi sormaktadır.
Muhtemel seçenekler:
- A) PA = PB = PC
- B) PA = PB < PC
- C) PA < PB < PC
- D) PA < PB = PC
- E) PC < PB < PA
Adım Adım Çözüm
-
Aynı Malzeme ve Aynı Yükseklik
- Cisimler aynı maddeden yapıldığı için yoğunlukları aynıdır. Yükseklikleri de aynıdır.
- Her bir cismin hacmi = (Taban Alanı) × (Yükseklik).
- A cismi için hacim V_A = 3S \cdot h, B cismi için V_B = 2S \cdot h, C cismi için V_C = S \cdot h.
-
Ağırlık ve Basınç
- Ağırlık = kütle × yer çekimi ivmesi. Kütle = \rho \cdot V (burada \rho aynı maddedir).
- A cismi ağırlığı G_A = \rho \cdot 3S \cdot h \cdot g.
- B cismi ağırlığı G_B = \rho \cdot 2S \cdot h \cdot g.
- C cismi ağırlığı G_C = \rho \cdot S \cdot h \cdot g.
- Basınç = Ağırlık / Taban Alanı. A’nın taban alanı 3S, B’nin 2S, C’nin S.
-
Her Birinin Basıncı
- A cismi basıncı:P_A = \frac{G_A}{3S} = \frac{\rho \cdot 3S \cdot h \cdot g}{3S} = \rho \cdot h \cdot g.
- B cismi basıncı:P_B = \frac{G_B}{2S} = \frac{\rho \cdot 2S \cdot h \cdot g}{2S} = \rho \cdot h \cdot g.
- C cismi basıncı:P_C = \frac{G_C}{S} = \frac{\rho \cdot S \cdot h \cdot g}{S} = \rho \cdot h \cdot g.
- A cismi basıncı:
Görüldüğü gibi hepsinin basıncı aynı (yükseklik ve yoğunluk değişmediğinden).
Doğru Cevap
A) P_A = P_B = P_C
4. Soru 48: Kaba 3V Hacminde Su Eklendiğinde Taban Basıncının Değişimi
Soru Metni (Özet)
Şekildeki kaba başlangıçta V hacminde su konulduğunda, kabın tabanında oluşan sıvı basıncı P_0 olsun. Kaba ek olarak 3V hacminde daha su eklendiğinde, toplam su hacmi 4V olmaktadır. Kap açık hava basıncına maruz kalıyor varsayımıyla tabandaki basınç ne kadara çıkar?
Seçeneklerde genelde:
- A) 1
- B) 2
- C) 3
- D) 4
- E) 5
gibi $P_0$’un katı olarak verilir.
Adım Adım Çözüm
-
Basınç Hangi Parametrelere Bağlıdır?
- Açık kaptaki sıvı basıncı (hidrostatik basınç) P = \rho \cdot g \cdot h şeklinde ifade edilir.
- Hacim arttıkça sıvı yüksekliği artar. Eğer kabın tabanı tek bir düzgün kesite sahipse, 3V hacmi eklenince toplam 4V olur ve bu hacim artışı yüksekliği tam 4 katına çıkarır (kap kesit alanı sabitse).
-
Özel Şekilli Kaplar
- Soru detayında kap birden fazla mertebeyle kesit değiştiren bir kap da olabilir, ancak genelde bu tip sorularda “V hacmi … için basınç $P_0$” tipi bir anlatım varsa kap, sabit taban alanına sahip bir prizmaya benzetilir.
- Dolayısıyla yüksekliği 4 kata çıkınca basınç 4 katına çıkar.
-
Son Basınç Değeri
- Başlangıçta basınç P_0 = \rho g h_1. Yeni basınç ise \rho g (4h_1) = 4 \rho g h_1 = 4P_0.
Doğru Cevap
D) 4 (Tabandaki basınç, 4P_0 olacaktır.)
5. Soru 49: Filin Ayağının Uyguladığı Basınç
Soru Metni (Özet)
Bir ayağının taban alanı 400 cm² olan bir filin kütlesi 800 kg’dır. Filin bastığı yere uyguladığı basınç kaç \text{N/m}^2 (Pascal) olur? (Yer çekimi ivmesi g = 10\ \text{m/s}^2)
Şıklarda:
- A) 4 \times 10^5
- B) 16 \times 10^6
- C) 12 \times 10^6
- D) 5 \times 10^4
- E) 4 \times 10^6
Adım Adım Çözüm
-
Ayak Alanının Metrekareye Dönüşümü
- 1\ \text{cm}^2 = 10^{-4}\ \text{m}^2.
- 400\ \text{cm}^2 = 400 \times 10^{-4}\ \text{m}^2 = 0.04\ \text{m}^2.
- Ancak fil genellikle tüm ağırlığını 4 ayağına dağıtır. Eğer soruda filin tüm ağırlığı 4 ayağa eşit paylaşılıyor diye varsayılırsa, toplam ayak taban alanı 4 \times 400\ \text{cm}^2 = 1600\ \text{cm}^2 = 0.16\ \text{m}^2.
-
Filin Ağırlığı
- Filin kütlesi: m = 800\ \text{kg}.
- Ağırlığı: G = m \cdot g = 800 \times 10 = 8000\ \text{N}.
-
Basınç Hesabı
- Toplam alan: 0.16\ \text{m}^2.
- Basınç:P = \frac{F}{A} = \frac{8000}{0.16} = 50\,000 \ \text{N/m}^2 = 5 \times 10^4 \ \text{Pa}.
-
Olası Karışıklık
- Soru “bir ayağının taban alanı 400 cm²” diyor; eğer tek ayağa düşen basıncı soruyorsa, o zaman alan 0.04 m² olur ve basınç 200,000 Pa = 2 \times 10^5 Pa çıkar.
- Ancak seçeneklerde 2\times 10^5 yoktur; “$5 \times 10^4$” vardır. Dolayısıyla soruda genellikle filin toplam basıncı (4 ayak) kastedilir.
- Bu nedenle doğru cevap 5 \times 10^4 \, \text{N/m}^2 (Pascal) olmaktadır.
Doğru Cevap
D) 5 \times 10^4
6. Soru 50: Bir Bardaktaki Suyun Pipet İle Çekilmesi
Soru Metni (Özet)
“Bir bardaktaki suyun pipet ile çekilmesi” olayı aşağıdaki yargılardan hangileriyle kesinlikle ilişkilendirilebilir?
Verilen yargılar:
I. Sıvılar sıkıştırılamaz.
II. Sıvı molekülleri birbirini tutarlar. (Kohezyon)
III. Sıvılar yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket ederler.
Şıklarda genelde:
- A) Yalnız I
- B) Yalnız II
- C) I ve II
- D) I ve III
- E) II ve III
Adım Adım Çözüm
-
Pipetle Su Çekmeye Sebep Olan Temel İlke
- Ağız boşluğundaki basınç düşürülür. Bardakta atmosfer basıncı sıvı yüzeyine etki eder, böylece sıvı yüksek basınçtan (bardak içi) düşük basınca (pipet – ağız) doğru akar.
- Bu temel olarak III. yargıyı doğrular (sıvılar daima yüksek basınçtan düşük basınca doğru hareket eder).
-
Sıvı Moleküllerinin Birbirini Tutması (Kohezyon)
- Pipet içerisindeki suyun bölünmeden yukarı çekilebilmesi, su moleküllerinin birbirini belirli bir oranda tutabilmesi (kohezyon) ve pipetle de adezyon göstermesiyle ilişkilidir.
- Su sütununun kopmadan yukarı hareketi ayrıca atmosfer basıncının desteğiyle sürer.
- Dolayısıyla II. ifade de bu fiziksel olayda önemli bir rol oynar.
-
Sıvıların Sıkıştırılamaması
- Bu durum, pipetle su çekme olayında “temel” bir mekanizma değildir. Sıvının sıkıştırılamaz olması daha çok basınç ile hacim değişimi ilişkilerinde geçerlidir ama pipetle çekme eyleminde esas etki basınç farkıdır.
- Dolayısıyla I. ifade bu olayın en önemli açıklaması değildir ve “kesinlikle ilişkilendirme” ifadesine tam uymaz.
Bu yüzden pipetle su çekme eylemi en çok II (kohezyon) ve III (basınç farkı) ile ilişkilidir.
Doğru Cevap
E) II ve III
7. Cevapların Tablosu
Aşağıdaki tabloda Soru 25’ten Soru 50’ye kadar olan çözümlerimizin nihai cevaplarını sade bir biçimde bulabilirsiniz:
| Soru No | Konusu | Doğru Cevap |
|---|---|---|
| 25 | Kabın zeminine ve tabanına kuvvet, gaz basıncı | C) I ve II |
| 26 | Borudan akan sıvıdaki yükseklik farkları (Bernoulli) | A) h1 > h2 > h3 |
| 27 | Aynı maddeden, aynı yükseklikteki cisimlerin basınç ilişkisi | A) PA = PB = PC |
| 48 | Su hacminin 4V oluşunda tabandaki basınç katı | D) 4P₀ |
| 49 | Filin ayağının (toplam) uyguladığı basınç hesabı | D) 5 × 10^4 |
| 50 | Pipetle su çekme prensibinde hangi yargılar geçerli | E) II ve III |
8. Geniş Özet ve Son Değerlendirme
Bu soruların tümü sıvıların ve katıların basınç konusundaki temel ilkelerini test etmektedir. Dikkat edilmesi gereken noktalar şunlardır:
-
Basınç ve Kuvvet İlişkisi
- Katı bir cisim zemine temas ettiğinde, uyguladığı basınç ağırlığının temas yüzey alanına bölünmesiyle bulunur. Aynı yükseklikte ve aynı yoğunlukta olan cisimler taban alanları farklı olsa da basınç değerleri eşit olabilir (Soru 27).
-
Sıvılarda Basınç
- Sıvılarda basınç yüksekliğiyle orantılıdır: P = \rho\,g\,h. Hacim artışı, sabit kesitli bir kapta yüksekliği katlayarak basıncı da katlar (Soru 48).
- Boru içinde akış hızının artmasıyla basıncın düşmesi (Bernoulli İlkesi) manometre seviyelerinden görülebilir (Soru 26).
-
Gaz Basıncına Etki
- Açık kaptaki gaz basıncı genellikle atmosfer basıncına eşittir ve eklenen bilye bu basıncı değiştirmez (Soru 25’te III. değişmiyor).
-
Pipetle Sıvı Çekme
- Pipetle suyun yükselmesi, atmosfer basıncının sıvıyı yüksek basınçtan (bardak) düşük basınca (ağız boşluğu) itmesi sayesinde gerçekleşir. Ayrıca suyun molekülleri arasındaki kohezyon da bu sütunun bütünlüğünü sağlar (Soru 50).
-
Örnek Hesaplamalar
- Fil sorusunda (Soru 49), bir ayağın alanı 400 cm² olduğu halde neden 4 ayak üzerinden hesap yapılır? Çünkü genelde fil 4 ayağıyla yükünü paylaştırır, basınç değerini buna göre bulmak gerekir.
Bu şekilde her bir soru, fizik kurallarını farklı açıdan göstermektedir. Temel mesaj, basınç = kuvvet / alan ve basınç = yoğunluk × yer çekimi ivmesi × yükseklik formüllerini, ayrıca Bernoulli prensibi ve akışkanlar mekaniği ilkelerini doğru yorumlayabilmektir.
Bu kapsamlı açıklamalar, konunun bütününü anlamanızı kolaylaştıracaktır. Soruları çözerken, her zaman problemde ölçüler, yoğunluk, kütle vs. gibi değerlerin nasıl yorumlandığına dikkat ediniz. Özellikle kapların şekli, açık ya da kapalı oluşu, sıvının yüksekliği ve atmosfer basıncının rolü oldukça kritiktir.
Soru 25
Dikey kesitli bir kapta sıvı miktarı arttığında:
- Kabın zemine uyguladığı basınç kuvveti (kap + sıvı ağırlığı),
- Sıvının tabana uyguladığı basınç kuvveti,
- Gaz basıncı (eğer kap üstten açık ise atmosfer basıncı sabit sayılır)
incelenir. Sıvı seviyesi yükseldiğinde hem toplam ağırlık (dolayısıyla zemine etkiyen kuvvet) hem de tabandaki sıvı basıncı artar. Üst kısım atmosferle kontaklıysa gaz basıncı değişmez.
Bu nedenle yalnız I ve II artar.
Soru 26
Kesitte akan sıvının h1, h2, h3 yüksekliği, borunun kesit alanı ve akış hızıyla ilişkilidir. Dar kesitten geçen sıvı daha hızlı akar, basıncı düşer ve sıvı sütunu alçalır. Geniş kesit daha düşük hız, daha yüksek basınç demektir. Şekle göre çoğunlukla şu ilişki çıkar:
h₁ > h₂ > h₃ (ya da tam tersi) – burada boru kesitlerinin sıralanışına göre cevap verilir. Sınavlarda en yaygın sonuç, en dar kesitte sütun en küçük, en geniş kesitte sütun en büyük olacak biçimde verilir.
Soru 27
Aynı maddeden (yoğunlukları aynı) veya soruda gösterilen (A, B, C farklı yoğunluk etiketleriyle) aynı yükseklikteki cisimlerin yere uyguladığı basınç,
P = (m·g) / Taban Alanı
ile bulunur. Eğer şekilde A için yoğunluk 3S, B için 2S, C için S gibi verilmişse ve üçü de aynı hacimdeyse kütle sıralaması A > B > C olacağından
PA > PB > PC.
Soru 48
“Kaba V hacminde su konulduğunda taban basıncı P oluyor. Sonra kaba 3V hacminde su eklenince tabandaki basınç kaç P olur?” tarzı tipik sorularda, kap basamaklı veya farklı kesitli verildiği için çoğunlukla sonuç, su yüksekliğinin ilkine göre 5 katına çıkması şeklinde kurgulanır. Bu tür “basamaklı kap” örneklerinde genelde doğru yanıt
5P
olur (soru seçeneklerinde de “E) 5” olarak verilmiş).
Soru 49
Bir ayağının taban alanı 400 cm² (yani 0,04 m²) olan 800 kg kütleli filin ağırlığı yaklaşık 800 kg × 9,8 m/s² = 7840 N (yaklaşık 8000 N) alınır. Basınç:
P = \frac{F}{A} \approx \frac{8000\,\text{N}}{0{,}04\,\text{m}^2} = 200000\,\text{N/m}^2 = 2{,}0 \times 10^5\,\text{Pa}.
Yani cevap yaklaşık 2 × 10⁵ Pa olarak bulunur.
Soru 50
Bir bardaktaki suyun pipet ile çekilebilmesi şu faktörlere bağlıdır:
I) Sıvılar sıkıştırılamaz.
II) Sıvı molekülleri (kohezyon ve adezyon) birbirini tutar.
III) Sıvı, yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket eder.
Pipetle çekmede temel etken atmosfer basıncı farkı ve sıvının basınç farkından dolayı hareket etmesidir. Sıvıların sıkıştırılamaz oluşu burada belirleyici bir rol oynamaz; esas unsur sıvının basınç farkı ile (III) ve moleküllerinin bütünlük sağlamasıyla (II) ilgilidir. En uygun seçenek:
II ve III.
@User