🎓 11. Sınıf
📚 11. Sınıf Fizik
💡 11. Sınıf Fizik: Basınç Çözümlü Örnekler
11. Sınıf Fizik: Basınç Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir masa üzerinde duran katı bir cismin ağırlığı 20 N'dur. Cismin masaya uyguladığı basınç kuvveti kaç N'dur?
Cismin masaya uyguladığı basınç kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
💡 Basınç Kuvveti = Ağırlık
Ağırlık = 20 N olduğuna göre, basınç kuvveti de 20 N'dur.
Cismin masaya uyguladığı basınç kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
💡 Basınç Kuvveti = Ağırlık
Ağırlık = 20 N olduğuna göre, basınç kuvveti de 20 N'dur.
Çözüm:
1. Kavramı Tanımla: Katı bir cismin yüzeye uyguladığı basınç kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
2. Verilenleri Belirle: Cismin ağırlığı = 20 N.
3. Formülü Uygula: Basınç Kuvveti = Ağırlık
4. Sonucu Hesapla: Basınç Kuvveti = 20 N.
✅ Bu durumda, cismin masaya uyguladığı basınç kuvveti 20 N'dur.
Örnek 2:
Ağırlığı 50 N olan bir tuğla, taban alanı 0.04 m² olan yüzey üzerine konulmuştur. Tuğlanın yüzeye uyguladığı basınç kaç Pa'dır?
📌 Basınç, birim alana düşen dik kuvvettir.
Formül: \( P = \frac{F}{A} \)
📌 Basınç, birim alana düşen dik kuvvettir.
Formül: \( P = \frac{F}{A} \)
Çözüm:
1. Basınç Kuvvetini Belirle: Tuğlanın ağırlığı (F) = 50 N.
2. Taban Alanını Belirle: Alan (A) = 0.04 m².
3. Basınç Formülünü Uygula: \( P = \frac{F}{A} \)
4. Hesaplamayı Yap: \( P = \frac{50 \text{ N}}{0.04 \text{ m}^2} \)
5. Sonucu Bul: \( P = 1250 \text{ Pa} \)
✅ Tuğlanın yüzeye uyguladığı basınç 1250 Pa'dır.
Örnek 3:
Özdeş ve düzgün türdeş 3 küp, şekildeki gibi üst üste konulmuştur. En alttaki küpün yere uyguladığı basınç P'dir. En üstteki küpün yere uyguladığı basınç kaç P'dir?
(Şekil: 3 adet özdeş küpün üst üste dizildiği hayal edin.)
💡 Basınç, kuvvet bölü alandır. Kuvvet, küplerin ağırlığı ile doğru orantılıdır.
(Şekil: 3 adet özdeş küpün üst üste dizildiği hayal edin.)
💡 Basınç, kuvvet bölü alandır. Kuvvet, küplerin ağırlığı ile doğru orantılıdır.
Çözüm:
1. Tek Bir Küpün Basıncını Tanımla: En üstteki tek bir küpün yere uyguladığı basınç P olsun. Bu küpün ağırlığı G, taban alanı ise A olsun. O halde, \( P = \frac{G}{A} \) olur.
2. Ortadaki Küpün Basıncını Hesapla: Ortadaki küpün üzerine bir küp daha konulduğu için, yere uyguladığı kuvvet 2G olur. Taban alanı yine A'dır. Bu nedenle basıncı \( \frac{2G}{A} = 2P \) olur.
3. En Alttaki Küpün Basıncını Hesapla: En alttaki küpün üzerine iki küp daha konulduğu için, yere uyguladığı kuvvet 3G olur. Taban alanı yine A'dır. Bu nedenle basıncı \( \frac{3G}{A} = 3P \) olur.
4. Soruyu Yanlış Anlama: Soru, en alttaki küpün yere uyguladığı basıncın P olduğunu belirtiyor. Bu durumda, \( P = \frac{3G}{A} \) olur.
5. En Üstteki Küpün Yere Uyguladığı Basıncı Bul: En üstteki küpün yere uyguladığı basınç, kendi ağırlığının (G) taban alanına (A) oranıdır: \( P_{üst} = \frac{G}{A} \).
6. Oranla: \( P = 3 \times \frac{G}{A} \) ise, \( \frac{G}{A} = \frac{P}{3} \) olur.
✅ En üstteki küpün yere uyguladığı basınç P/3'tür.
Örnek 4:
Aynı maddeden yapılmış, farklı boyutlardaki K ve L cisimleri birer yüzeyleri üzerine konulmuştur. K cisminin yere uyguladığı basınç \( P_K \), L cisminin yere uyguladığı basınç \( P_L \) 'dir.
(Şekil: K cismi daha dar ve uzun, L cismi daha geniş ve kısa bir dikdörtgen prizma gibi hayal edilebilir. İkisinin de yüksekliği farklı olabilir.)
Eğer K cisminin ağırlığı L cisminin ağırlığının 2 katı ise ve K cisminin taban alanı L cisminin taban alanının yarısı ise, \( P_K \) ile \( P_L \) arasındaki ilişki nedir?
👉 Basınç formülünü unutmayın: \( P = \frac{F}{A} \)
(Şekil: K cismi daha dar ve uzun, L cismi daha geniş ve kısa bir dikdörtgen prizma gibi hayal edilebilir. İkisinin de yüksekliği farklı olabilir.)
Eğer K cisminin ağırlığı L cisminin ağırlığının 2 katı ise ve K cisminin taban alanı L cisminin taban alanının yarısı ise, \( P_K \) ile \( P_L \) arasındaki ilişki nedir?
👉 Basınç formülünü unutmayın: \( P = \frac{F}{A} \)
Çözüm:
1. K Cismi İçin Basıncı Yaz: K cisminin ağırlığı \( F_K \), taban alanı \( A_K \) olsun. Basıncı \( P_K = \frac{F_K}{A_K} \) olur.
2. L Cismi İçin Basıncı Yaz: L cisminin ağırlığı \( F_L \), taban alanı \( A_L \) olsun. Basıncı \( P_L = \frac{F_L}{A_L} \) olur.
3. Verilen İlişkileri Kullan:
- \( F_K = 2 F_L \)
- \( A_K = \frac{A_L}{2} \)
4. \( P_K \) İfadesini Yeniden Yaz: \( P_K = \frac{F_K}{A_K} = \frac{2 F_L}{\frac{A_L}{2}} \)
5. Matematiksel İşlemi Yap: \( P_K = \frac{2 F_L \times 2}{A_L} = \frac{4 F_L}{A_L} \)
6. \( P_L \) İle İlişkilendir: \( P_L = \frac{F_L}{A_L} \) olduğuna göre, \( P_K = 4 \times \frac{F_L}{A_L} = 4 P_L \) olur.
✅ K cisminin yere uyguladığı basınç, L cisminin yere uyguladığı basıncın 4 katıdır. Yani, \( P_K = 4 P_L \).
Örnek 5:
Bir kar ayakkabısı giyen kişi, kar üzerinde daha rahat yürüyebilir. Bunun sebebi nedir?
💡 Kar ayakkabısı, kişinin ağırlığını daha geniş bir alana yayarak basıncı azaltır.
💡 Kar ayakkabısı, kişinin ağırlığını daha geniş bir alana yayarak basıncı azaltır.
Çözüm:
1. Temel Prensibi Anla: Basınç, birim alana düşen kuvvettir (\( P = \frac{F}{A} \)).
2. Kuvvetin Rolü: Kar ayakkabısı giyen kişinin ağırlığı (kuvvet) değişmez.
3. Alanın Rolü: Kar ayakkabısı, kişinin ayaklarının karla temas eden alanını büyük ölçüde artırır.
4. Basıncın Değişimi: Kuvvet sabitken alan arttığında, basınç azalır.
5. Sonuç: Genişleyen taban alanı sayesinde, kişinin vücut ağırlığının kar üzerine uyguladığı basınç azalır. Bu da kişinin kara batmadan yürümesini sağlar.
✅ Kar ayakkabısı, temas alanını artırarak basıncı düşürür ve kara batmayı engeller.
Örnek 6:
Bir çivi, çekiçle vurulduğunda tahtaya saplanır. Çivinin tahtaya saplanmasını sağlayan temel fiziksel prensip nedir?
📌 Çivinin sivri ucu ve geniş başı arasındaki basınç farkı önemlidir.
📌 Çivinin sivri ucu ve geniş başı arasındaki basınç farkı önemlidir.
Çözüm:
1. Çivinin Yapısını Gözlemle: Çivinin bir ucu sivri (küçük alan), diğer ucu ise daha geniştir (büyük alan).
2. Çekiçle Vurulan Kısım: Çekiç, çivinin geniş olan başına vurur. Bu, çivinin tahtaya uygulayacağı kuvveti (basınç kuvvetini) oluşturur.
3. Sivri Ucun Etkisi: Çivinin sivri ucu, uygulanan kuvvetin çok küçük bir alana yoğunlaşmasını sağlar.
4. Basınç Formülünü Hatırla: \( P = \frac{F}{A} \). Alan (A) çok küçük olduğunda, basınç (P) çok büyük olur.
5. Sonuç: Çivinin sivri ucunun tahtaya uyguladığı yüksek basınç, çivinin kolayca tahtaya saplanmasını sağlar.
✅ Çivinin sivri ucunun yüksek basınç oluşturması, tahtaya saplanmasını sağlar.
Örnek 7:
İçleri aynı sıvı ile dolu, kesit alanları şekildeki gibi olan X ve Y kaplarında sıvıların tabanlarına uyguladıkları basınçlar eşit büyüklüktedir.
(Şekil: X kabı silindir şeklinde, Y kabı ise üst kısmı genişleyen huni şeklinde. İkisinin de sıvı seviyeleri aynı yükseklikte gösterilmiş.)
Buna göre, X ve Y kaplarındaki sıvıların yoğunlukları \( d_X \) ve \( d_Y \) arasındaki ilişki nedir?
👉 Sıvı basıncı formülü: \( P = h \times d \times g \)
(Şekil: X kabı silindir şeklinde, Y kabı ise üst kısmı genişleyen huni şeklinde. İkisinin de sıvı seviyeleri aynı yükseklikte gösterilmiş.)
Buna göre, X ve Y kaplarındaki sıvıların yoğunlukları \( d_X \) ve \( d_Y \) arasındaki ilişki nedir?
👉 Sıvı basıncı formülü: \( P = h \times d \times g \)
Çözüm:
1. Sıvı Basıncı Formülünü Hatırla: Bir kaptaki sıvının tabanına uyguladığı basınç, sıvının yüksekliği (h), yoğunluğu (d) ve yerçekimi ivmesi (g) ile doğru orantılıdır: \( P = h \times d \times g \).
2. Verilen Eşitliği Yaz: Soruda, X ve Y kaplarındaki sıvıların tabanlarına uyguladıkları basınçların eşit olduğu belirtilmiş: \( P_X = P_Y \).
3. Formülleri Uygula:
- \( P_X = h_X \times d_X \times g \)
- \( P_Y = h_Y \times d_Y \times g \)
4. Eşitliği Kur: \( h_X \times d_X \times g = h_Y \times d_Y \times g \)
5. Yerçekimi İvmesini Sadeleştir: Her iki taraftaki 'g' sadeleşir: \( h_X \times d_X = h_Y \times d_Y \).
6. Şekilden Yükseklikleri Karşılaştır: Şekle göre, X ve Y kaplarındaki sıvıların yükseklikleri aynıdır: \( h_X = h_Y \).
7. Yoğunluk İlişkisini Bul: Yükseklikler eşit olduğuna göre, yoğunlukların da eşit olması gerekir ki basınçlar eşit olsun: \( d_X = d_Y \).
✅ X ve Y kaplarındaki sıvıların yoğunlukları birbirine eşittir. Yani, \( d_X = d_Y \).
Örnek 8:
Bir dalgıcın derinlere indikçe vücudunda hissettiği basıncın artmasının sebebi nedir?
💡 Derinlik arttıkça, üzerindeki su kütlesinin ağırlığı artar ve bu da basıncı yükseltir.
💡 Derinlik arttıkça, üzerindeki su kütlesinin ağırlığı artar ve bu da basıncı yükseltir.
Çözüm:
1. Basıncın Kaynağını Belirle: Dalgıcın üzerindeki su kütlesi, ona bir kuvvet uygular. Bu kuvvet, suyun ağırlığından kaynaklanır.
2. Derinlik ve Kuvvet İlişkisi: Dalma derinliği arttıkça, dalgıcın üzerindeki su sütununun yüksekliği ve dolayısıyla hacmi artar. Daha fazla su kütlesi, daha fazla ağırlık anlamına gelir.
3. Basınç Formülünü Hatırla: Sıvı basıncı \( P = h \times d \times g \) formülü ile verilir. Burada 'h' derinliği temsil eder.
4. Derinlik ve Basınç İlişkisi: Formülden de görüldüğü gibi, derinlik (h) arttıkça, sıvı basıncı (P) artar.
5. Sonuç: Dalgıç derinlere indikçe, üzerindeki su kütlesinin ağırlığı artar ve bu da vücuduna uygulanan basıncın artmasına neden olur.
✅ Dalgıç derinlere indikçe, üzerindeki su kütlesinin ağırlığı arttığı için hissettiği basınç artar.
Örnek 9:
Şekildeki gibi, kesit alanları sırasıyla \( A_1 = 2S \) ve \( A_2 = S \) olan K ve L kaplarında, aynı yoğunlukta (d) sıvı bulunmaktadır. K kabındaki sıvının yüksekliği \( h_K \), L kabındaki sıvının yüksekliği ise \( h_L \) 'dir.
(Şekil: K kabı silindir şeklinde, L kabı ise üst kısmı daralan huni şeklinde. İkisinin de sıvı seviyeleri aynı yükseklikte gösterilmiş.)
Eğer K kabının tabanına uygulanan sıvı basıncı, L kabının tabanına uygulanan sıvı basıncına eşit ise (\( P_K = P_L \)), bu sıvıların yükseklikleri \( h_K \) ve \( h_L \) arasındaki ilişki nedir?
👉 Sıvı basıncı formülü: \( P = h \times d \times g \)
(Şekil: K kabı silindir şeklinde, L kabı ise üst kısmı daralan huni şeklinde. İkisinin de sıvı seviyeleri aynı yükseklikte gösterilmiş.)
Eğer K kabının tabanına uygulanan sıvı basıncı, L kabının tabanına uygulanan sıvı basıncına eşit ise (\( P_K = P_L \)), bu sıvıların yükseklikleri \( h_K \) ve \( h_L \) arasındaki ilişki nedir?
👉 Sıvı basıncı formülü: \( P = h \times d \times g \)
Çözüm:
1. Sıvı Basıncı Formülünü Hatırla: Sıvı basıncı \( P = h \times d \times g \) ile hesaplanır.
2. Verilen Eşitliği Yaz: Soruda \( P_K = P_L \) olduğu belirtilmiş.
3. Her Bir Kap İçin Basıncı Yaz:
- K kabı için: \( P_K = h_K \times d \times g \) (Yoğunluklar aynı, 'd' ile gösterilmiş)
- L kabı için: \( P_L = h_L \times d \times g \) (Yoğunluklar aynı, 'd' ile gösterilmiş)
4. Eşitliği Kur: \( h_K \times d \times g = h_L \times d \times g \)
5. Sadeleştirmeleri Yap: Her iki taraftaki 'd' ve 'g' sadeleşir. Bu durumda, \( h_K = h_L \) elde edilir.
6. Kesit Alanlarının Etkisini Değerlendir: Sıvı basıncı, kabın şekline veya kesit alanına bağlı değildir; sadece derinliğe, yoğunluğa ve yerçekimi ivmesine bağlıdır. Bu nedenle, kesit alanları (\( A_1 = 2S \) ve \( A_2 = S \)) bu hesaplamada doğrudan etkili değildir.
✅ K ve L kaplarındaki sıvıların yükseklikleri birbirine eşittir. Yani, \( h_K = h_L \).
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/11-sinif-fizik-basinc/sorular