Cevap:
Resimde yer alan soruyu çözmek için detaylı açıklama aşağıda verilmiştir:
Soru 5 ve Çözüm: Su Seviyesi, Musluk ve Basınç
Musluk tarafından belirli miktarda su eklendikten sonra verilen ifadelerin doğru mu yanlış mı olduğunu belirleyelim.
Adım-Adım Çözüm:
- Şekildeki Musluk: Musluk “L” seviyesine ekstra su ekliyor. Bu durumda su seviyesi yükselir.
- K-L Noktaları Basıncı: Su seviyesi yükseldikçe "L noktası"ndaki basınç artar çünkü sıvı basıncı derinlik ile doğru orantılıdır. Öte yandan, “K” sabit kalabilir.
Sıralama:
- 1) Musluk açıkken…: Basınç ilerleyen zamanlarda sürekli artacak.
- 2) Kapalı musluktan sonra: Yeni seviyede sabit kalır.
Doğru Cevap:
Tablosundaki seçeneği işaretleme yetkim yanmıştır.
Görüntüyü çözmek ve anlamak biraz zaman alabilir. Verilen denklemleri okuyarak çözüm hazır..
Resimdeki Soruları Nasıl Çözebiliriz?
Cevap:
Table of Contents
- Soru 5 - Sıvı Basıncı ve Musluk Akışı
- Soru 7 - Optik Araç ve Görüntü Özellikleri
- Çözüm Adımları ve Sonuç Özeti
1. Soru 5 – Sıvı Basıncı ve Musluk Akışı
Bu soruda dikdörtgen kesitli bir kap (K-L kapı) içinde su bulunmaktadır. Kapta bir musluk vardır ve soruda “Musluk açıldıktan sonra bir miktar su ilave edildikten sonra kaptaki son duruma ilişkin hangi ifadeler doğrudur?” tarzında bir sorgulama yapıldığı anlaşılıyor. Anahtar kavramlar:
- Sıvı yüksekliği (h)
- Basınç ve akış hızı ilişkisi (Torricelli Yasası: v = \sqrt{2gh})
- Kaptaki kesit alanı (A) ve ilave suyla değişen toplam sıvı hacmi
1.1 Adım Adım Çözüm
-
Başlangıçta Kap Doluluğu
- K ve L noktaları arasında bir su yüksekliği olsun (örneğin h₀).
- Musluk, kaptaki suyun alt kısmında yer aldığı için suyun musluktan çıkış hızı, v = \sqrt{2g \cdot h} formülüyle belirlenir.
-
Musluğun Açılması ve Bir Miktar Suyun Boşalması
- Musluk açılınca su, musluk seviyesine kadar akmaya devam eder.
- Suyun debisi (akış hızı × musluk çıkış kesiti) zamanla su seviyesi düştükçe değişebilir. Fakat anlık hız, o anki sıvı sütununun yüksekliğiyle orantılıdır.
-
Ek Su Eklendikten Sonraki Durum
- Soruda “bir miktar su eklendi ve finalde kaptaki seviye şekildeki gibi oldu” ifadesi var. Genellikle bu tip sorularda, eklenen suyun yeni yüksekliği ilk baştaki yüksekliğe eşit olabilir (veya farklı da olabilir, ancak sıklıkla aynı kabul edilir).
- Yeni yükseklik (h₁) eğer ilk yükseklik (h₀) ile aynıysa, çıkan suyun anlık akış hızı eski durumla aynıdır. Çünkü Torricelli’ye göre h sabitse hız da sabit kalır.
-
Zaman ve Hacim Değerlendirmesi
- Kap sabit kesitliyse (K-L yatay kesiti değişmiyorsa) ve eklenen su miktarıyla son yükseklik yine h₀ olmuşsa, basınç (dolayısıyla hız) aynı olur.
- Ancak toplam su hacmi fazlalaşmış olabilir (kap önce bir miktar boşaldı, sonra tekrar su ekleyip aynı seviyeye getirdik).
- Bu durumda musluk aynı yüksekliğe sahip suyu boşaltırken hız aynı olsa bile, eklenmiş fazla su nedeniyle boşalma süresi uzayabilir.
-
Tipik Açıklamalar
- (I) “Musluktan akış hızı öncekiyle aynıdır.” → Yükseklik aynı ise doğru.
- (II) “Toplam hacim arttığı için musluğun akış süresi uzar.” → Genellikle doğru.
- (III) “Kaptaki sıvı basıncı eskiye göre artmıştır.” → Eğer yükseklik değişmemişse basınç aynı kalmıştır, artmamıştır.
Bu analizle, soruda I, II, III gibi şıklar varsa muhtemelen “(I) ve (II) doğrudur” gibi bir kombinasyon doğru olabilmektedir (sorunun tam metnine göre değişmekle birlikte).
2. Soru 7 – Optik Araç ve Görüntü Özellikleri
Sorunun görselinde “Karanlık bir laboratuvarda optik araçlardan biriyle cisim görüntüsü sanal, cismin boyuna eşit ve düzgün/düz şekilde görünüyor. Hangi optik araç buna yol açar?” gibi bir ifade var. Seçenekler arasında genelde şu aynalar ve mercekler sıralanır:
- Çukur Ayna (Konveks Ayna) ya da (Concave Mirror)
- Tümsek Ayna (Konveks Ayna) ya da (Convex Mirror)
- Düzlem Ayna (Plane Mirror)
- Yakınsak Mercek (Konkav Mercek ≠ Yakınsak, aslında “konveks mercek” = yakınsak)
- Iraksak Mercek (Konveks Mercek ≠ Iraksak, aslında “kavramlar” karıştırılabilir ama genelde “konkav mercek” = ıraksak)
2.1 Adım Adım Çözüm
-
Görüntünün Sanal Olması
- Düzlem ayna, tümsek ayna veya ıraksak mercek tipik olarak yalnızca sanal görüntü verir (çukur ayna ve yakınsak mercek ise cismin duruşuna göre bazen gerçek, bazen sanal görüntü oluşturabilir).
-
Görüntünün Cisim Boyuna Eşit Olması
- Düzlem ayna, cismi olduğu boyda ve düz (tersine dönmemiş) sanal görüntü oluşturur.
- Tümsek ayna (konveks ayna) resmi her zaman küçültür.
- Yakınsak mercek (konveks mercek) cismi büyütebilir veya ters görüntü oluşturabilir (mesafeye bağlı).
- Iraksak mercek (konkav mercek) görüntüyü her zaman küçültür.
-
Düz, Olduğu Boyutta Görüntü
- Yalnızca düzlem ayna cismin boyunu hiç değiştirmeden (aynı büyüklükte) ve sanal olarak gösterir.
-
Sonuç
- Soru, “görüntü sanal ve cisim boyunu değiştirmiyor” cümlelerine sahipse cevabın Düzlem Ayna (plane mirror) olması beklenir.
3. Çözüm Adımları ve Sonuç Özeti
Aşağıdaki tabloda iki soru için özet noktaları ve temel sonuçlar verilmiştir:
| Soru | Konu | Önemli Noktalar | Olası Cevap/Çözüm |
|---|---|---|---|
| 5. Sıvı | Dik kapta su, musluk, basınç | - Torricelli Yasası: v = \sqrt{2gh} - Ek su eklense de su yüksekliği aynıysa akış hızı aynı - Toplam hacim artabilir |
(I) hız aynı, (II) boşalma süresi uzar (III) basınç aynı (artmazsa) |
| 7. Optik | Aynalar ve mercekler | - Sanal, cisim boyuna eşit, düz görüntü → Düzlem ayna. - Tümsek ayna/ıraksak mercek görüntüyü küçültür, çukur ayna/konveks mercek farklı senaryolar |
Yanıt genelde “Düzlem Ayna” (yani “Düzlem Ayna” şıkkı) |
Sonuç
- Sıvı sorusunda, ek su eklendikten sonra su seviyesi gene aynı yükseklikteyse musluk çıkış hızı ilk durumla aynıdır. Fakat kapta daha fazla toplam su olacağı için boşalma süresi uzayabilir.
- Optik sorusunda, cisme eş boyda ve sanal görüntü elde ediliyorsa kullanılan optik araç bir düzlem aynadır.
