10. INI KONU ANLATIMLI 1. ÜNİTE: MADDE ve ÖZELLİKLERİ 1. Konu BAINÇ ETKİNLİK ve TET ÇÖZÜMLERİ
Ünite 1 Madde ve Özellikleri 1. Ünite 1. Konu (Basınç) A nın Çözümleri b. 1. Basınç kuvveti, yüzeye dik uygulanan kuvvet olup yayın esnekliği esasına göre çalışan baskül ile ölçülür. Birimi N olup vektörel bir büyüklüktür. Basınç ise, birim yüzeye dik olarak uygulanan kuvvet olup barometre ile ölçülür. Birimi Pa N m dır. Basınç skaler bir büyüklüktür. d 1 d d > d 1 olduğundan özkütlesi d olan altta kalacak şekilde dengeye gelir.. Basınç değişmez, basınç kuvveti azalır.. basınç 6. a. I II III I II III zaman. ıvı yüksekliği azaldığı için basıncı da azalır. Genişleyen kaplarda basınç kuvveti ağırlığından az, daralan kaplarda basınç kuvveti ağırlığından fazla olduğundan basınç kuvveti artar. Niat Bilgin Yayıncılık M 1 M 1 M M Musluklar açılıp denge sağlandığında nın kaplardaki denge durumu yukarıdaki gibidir. I II III b. I II III. K d 1 bölme L d a. K noktasına uygulanan basıncı; P K.d 1.g P ise L noktasına uygulanan basıncı; P L.d.g P olur. Bu bağıntıları oranlarsak. d1. g P. d. g P d1 d 1 bulunur. x x M 1 M 1 M M III. kabın tabanındaki basıncı; ( + x) + ( + x) + ( + x) 1 + x + + x + + x 1 8 x x 0,8 P III ( + 0,8) d g,8p bulunur.
BAINÇ 7. V Y > V Z > V X ve bölümlerinden gelecek lar bölümüne aktarılacağından; 8. ıvıların birbiriyle temas ettikleri yüzeyde basınçları eşittir. Buna göre, d K d L olmalıdır. Buradan; P K d K g P L d L g PK dk bulunur. PL dl + l l l kadar areket eder. ip 9. a. Pistonun konumu Şekil I deki gibi iken, kadar itildiğinde Şekil II deki konuma gelir. d 1. Bernoulli prensibine göre, avada dönen topun alt ve üstündeki basınçlar birbirine eşit olmaz. Basıncın büyük olduğu yerden küçük olan yere doğru itilen top, doğrusal bir yol yerine eğimli bir yol izleyecektir. K Şekil I d K Şekil II b. P d g olduğundan; Pl d g P bulunur. Niat Bilgin Yayıncılık 1. Kuşların ve uçakların kanat şekilleri benzerdir. Şekildeki gibi bir kanadın üst kısmında oluşan ava akımı, üstteki basıncın alttaki basınçtan daa küçük âle gelmesine neden olur. Alt kısımdaki basınç daa büyük olduğundan yukarı yönlü bir kuvvet uygulanır. Bu nedenle kuşlar ya da uçakların uçmasını sağlayan kanatlarda, Bernoulli prensibi geçerlidir. 10. Vücudun iç basıncının açık ava basıncını dengelemesidir. 1. Bir akışkanın ızı arttıkça basıncı azalır. Dolayısıyla boruda akan suyun ızının artması, iç basıncın azalmasına neden olur. 11. P 0 > P > P 1 1. Her iki pistondaki basınç artışları aynıdır. Yüzey alanı büyük olan pistona daa büyük kuvvet uygulanacağından, pistonlar +x yönünde areket eder. 16. oruda verilen su akıntılıdır. uyun aktığı yerde basınç küçülür. uyun çevresindeki ava durgun olduğundan basıncı daa büyüktür. Bu nedenle ava elimizdeki kaşığa, suya doğru bir basınç uygular. Bir başka ifadeyle, kaşık basıncın büyük olduğu yerden küçük olduğu yöne doğru bir kuvvetin etkisindedir.
Ünite 1 Madde ve Özellikleri B nin Cevapları C nin Cevapları 1. artar, değişmez.. P X P Y > P Z. P 1 > P P. Basıncı en büyük olan çivi en fazla girecektir. x > x > x 1. P 1 P, 1 6. kuvveti, basıncı, aynı büyüklükte 7. d L > d M > d K 8. azalır, artar. 9. P K d g + d g P L d g PK PL 10. 11. Y pistonu kadar yukarı çıkar. Z pistonu kadar yukarı çıkar. GX + GY 1. dg kesitli kolda su seviyesi B düzeyine inince, kesitli kolda su seviyesi C düzeyine çıkacaktır. Bu durumda; G Y dg olur. Bu iki denklem çözülürse; GX + GY GY GX GY GX bulunur. GY 1. büyük, P 1. Musluk açılarak M düzeyine kadar su boşaltılınca K noktasındaki basıncı P, gaz basıncı da acim iki katına çıkacağından P olacaktır. Toplam basınç P olur. 1. artar, değişmez. 16. azalır, artar 17. değişmez, azalır 18. 1 atm 760 mmhg 760 torr 1 atm 10 Pa 1 bar Niat Bilgin Yayıncılık 1. (D). (Y) G Şekil I de yere yapılan basınç, P olarak G verilmiştir. Şekil II de yere yapılan basınç dir. Basit bir orantı ile;. (Y). (D) G G P ederse x eder. GP x s P bulunur. G su su Şekil I Şekil II yatay Kap Şekil I deki konumda iken yüksekliği dir. Kapı Şekil II deki konuma getirildiğinde yüksekliği < olur. ıvı basıncı yükseklikle doğru orantılı olduğundan Şekil II deki konumda basıncı azalır. P dg + dg Pl dg + dg P Pl 7 7 Pl P. a. (Y) M musluğu kapalıyken K ve L noktalarındaki basıncı sıfırdır. b. (Y)
BAINÇ L 1. a. (D) K M 16. (D) b. (D) 17. (D) Musluk açıldığında nın K noktasından yüksekte olması nedeniyle bu noktadaki basıncı; P K. d. g P L 0 olur. 18. a. (D) b. (D) 6. (Y) 7. (Y) 8. (D) 9. (D) 10. (D) Açık ava basıncı suyun akmasına engel olur. 11. (D) 1. (Y) Niat Bilgin Yayıncılık Mükemmel bir tulumbayla suyun çıkabileceği yükseklik 100 m değil sadece 10, m dir. 1. a. (Y) Boru angi seviyede olursa olsun içindeki basıncı açık ava basıncına eşit olacaktır. Buna göre değişmez, sadece boru içindeki boşluk artar. b. (Y) Boru içindeki yüksekliği değişmediğine göre, kaptaki yüksekliği de değişmez. O âlde K noktasındaki basıncı değişmez. 1. (D) + dg + l dg dg l dg 1 l l bulunur.
6 Ünite 1 Madde ve Özellikleri Test 1 in Çözümleri 1. Özdeş cisimlerin ağırlığına G diyelim. Bu durumda er üç şeklin dokunma yüzeyine G ağırlığı etki eder. Şekil I ve II de dokunma yüzeyi eşit olup III konumunda en küçüktür. Bu nedenle basınçlar arasında; P 1 P < P bağıntısı vardır. 6. 1 ve kuvvetlerinin uygulandığı yüzeyler için ortalama derinlik alınır. Buradan; 1 d d d d d d d d > > > 1 bulunur. Cevap D dir.. Düzgün geometrik biçimli katıların tabanlarına uyguladıkları basınç; larda olduğu gibi, P. d. g bağıntısı ile bulunur. Buna göre; P X P Y P Z X.g.d X Y.g.d Y Z.g.d Z yazabiliriz. Şekilden Z > X > Y olduğuna göre; d Y > d X > d Z dir.. Cisimlerin temas yüzeyleri ağırlıkları ile aynı oranda artırılıp azaltılırsa basınç değişmez. Bu nedenle P 1 P P olur. Niat Bilgin Yayıncılık 7. Musluk açıldığında er iki bölmede suyun üst seviyeleri eşit olur. uyun er iki durumda da acmi değişmez. on durumdaki suyun yüksekliği ise, V ilk V son.. +. bulunur. ıvı basıncı, nın yüksekliği ile doğru orantılıdır. uyun yüksekliği iken basıncı P ise, yüksekliği olunca basıncı P olur. 8. İlk konumda yüksekliği 1 birim (), kabın taban alanı ise birimdir (). İlk konumdaki basınç ve basınç kuvveti;. Cisim yüzeyi üzerine oturmuşken yüzeyi üzerine oturtulursa, yüzey alanı artacağından P basıncı azalır. Katılarda basınç kuvveti, yüzey alanına ve cismin biçimine bağlı değildir. adece cismin ağırlığına bağlıdır. Bu nedenle değişmez.. Kabın kadarlık bir kısmı dolu iken tabandaki basıncı; P 1 1 d 1 g g Boş kısma ilave edildiğinde; P g + 1,g,g bulunur. Bu basınçların oranı ise; P1 g 0 P, g 8 P (1) d g (1) d g şeklinde yazılabilir. İlk konumdaki katı basıncı; P katı(1) G olur. Kap ters çevrilirse; yüksekliği birimden daa fazla olur. Bu nedenle, ikinci durumdaki basıncı, ilk durumdaki basıncının katından da büyük olur. O âlde; P (1) < P () dir. İlk konumda kabın taban alanı, ikinci konumda olmaktadır. İlk konumda yüksekliği iken, ikinci konumda den biraz büyüktür. Buna yaklaşık olarak, dersek; su
BAINÇ 7 (),. d.. g olur. Buna göre, (1) > () dir. Kap ters çevrilince toplam G ağırlığı değişmediğinden; P katı() G bulunur. O âlde, P katı () > P katı (1) olur. 11. yüksekliğindeki, kabın tabanına ve 1 yüzeyine bir basınç uygular. Bu basınçtan dolayı yay sıkışır. Şekle dikkat edilirse küçük pistonun ağırlığının ya değil, kabın kenarına bindiği görülebilir. Bu nedenle G 1 artarsa yaydaki sıkışma değişmez. G ağırlığındaki büyük piston ya bir basınç uygular. G nin yaptığı bu basınç, tarafından 1 pistonuna kadar iletilir. Bu nedenle G artarsa, yay sıkışır. 9. Her iki durumda da nın acmi aynıdır. Yarım küre biçimli kaptaki su, silindir biçimli kaba aktarılınca suyun yüksekliğine çıktığını varsayalım; V ilk V son rr rr & r bulunur. İlk durumda yüksekliği r olup basıncı P dir. İkinci durumda yüksekliği r olduğundan, basıncı P olur. Cevap D dir. 10. I. koldan g/cm özkütleli konulunca tabandaki önce bir miktar diğer kolda yükselir. II. koldan 1 g/cm özkütleli konulunca sistem şekildeki gibi dengeye gelir. 1 cm P 1 g/cm P 1 g/cm x 1 x Niat Bilgin Yayıncılık 1. Şekil II deki grafikte t süre sonra basınç sabit kaldığına göre, t sürede iki bölme dolar. Buna göre t anında basınçlar eşit ve P dir. 1. A P T Tıkaç A noktasında olsaydı P çizgisi gibi fışkırırdı. Ancak tıkacın bulunduğu yüzey eğimlidir. Enerjinin korunumu gereği suyun izleyeceği yol M çizgisi gibi olup tepe noktasından azıcık aşağıdan geçer. Çünkü, su moleküllerinin tepe noktasında da bir ızı vardır. P M g/cm En alt konumdaki ayrılma yüzeyinden yatay bir doğru çizilirse, bu çizgi üzerindeki basınçları eşitlenmiş olur. Buradan; P 1 P 1. (1 x). + x. 1 0 60 x + x x 10 cm bulunur. 1. ıvının basıncı.d.g olup içinde bulundukları kabın şekline ve duruşuna bağlı değildir. Barometrenin borusundaki nın basıncı açık ava basıncına eşittir. Her üç kap aynı yerde olduğuna göre, aynı basıncı ölçmektedirler. Buna göre; P 1 P P 1 d 1 g d g d g d 1 d d d 1 d d sonucu bulunur.