💡 9. Sınıf Fizik: 1. Ünite + 2. Ünite Çözümlü Örnekler

Bu soruyu çözmek için, temel büyüklükler ve skaler büyüklükler kavramlarını hatırlamamız gerekiyor.

• 💡 Temel Büyüklükler: Sadece kendisiyle ifade edilebilen, başka bir büyüklüğe ihtiyaç duymayan büyüklüklerdir. (KISA M.U.Z. olarak kodlayabiliriz: Kütle, Işık şiddeti, Sıcaklık, Akım şiddeti, Madde miktarı, Uzunluk, Zaman)
• 💡 Skaler Büyüklükler: Sadece sayı ve birimle ifade edilebilen, yönü veya doğrultusu olmayan büyüklüklerdir. (Örn: Kütle, zaman, sıcaklık, hacim, enerji)
• 💡 Vektörel Büyüklükler: Sayı, birim ve yön ile ifade edilen büyüklüklerdir. (Örn: Hız, kuvvet, ivme, yer değiştirme)

Şimdi seçenekleri inceleyelim:

• a) Kütle: ✅ Kütle, temel bir büyüklüktür ve aynı zamanda skaler bir büyüklüktür. Sadece miktarıyla ifade edilir (örneğin, 5 kg).
• b) Hız: ❌ Hız, türetilmiş bir büyüklüktür ve vektöreldir (yönü vardır).
• c) Kuvvet: ❌ Kuvvet, türetilmiş bir büyüklüktür ve vektöreldir (yönü vardır).
• d) İvme: ❌ İvme, türetilmiş bir büyüklüktür ve vektöreldir (yönü vardır).
• e) Yer Değiştirme: ❌ Yer değiştirme, türetilmiş bir büyüklüktür ve vektöreldir (yönü vardır).

Doğru cevap Kütle'dir.

Cismin özkütlesini bulmak için kütle ve hacim değerlerine ihtiyacımız var. Özkütle formülü: \( d = \frac{m}{V} \)
Çözüm adımları:

• 1️⃣ Küpün Hacmini Bulma: Bir kenarı \( a \) olan küpün hacmi \( V = a^3 \) formülüyle bulunur.
  Verilen: \( a = 5 \text{ cm} \)
  Hacim: \( V = (5 \text{ cm})^3 = 5 \text{ cm} \times 5 \text{ cm} \times 5 \text{ cm} = 125 \text{ cm}^3 \)
• 2️⃣ Özkütleyi Hesaplama: Kütle \( m \) ve hacim \( V \) değerlerini özkütle formülünde yerine koyalım.
  Verilen kütle: \( m = 250 \text{ g} \)
  Hesaplanan hacim: \( V = 125 \text{ cm}^3 \)
  Özkütle: \( d = \frac{m}{V} = \frac{250 \text{ g}}{125 \text{ cm}^3} = 2 \text{ g/cm}^3 \)

✅ Bu küp şeklindeki cismin özkütlesi \( 2 \text{ g/cm}^3 \) olarak bulunur.

Bu tür yeni nesil sorularda, her bir durumu dikkatlice okuyup ilgili fizik alt dalıyla ilişkilendirmek önemlidir.
Çözüm adımları:

• 👉 I. Durum: Bir elektrik devresinde ampulün parlaklığının incelenmesi.
  Elektrik devreleri, akım, gerilim gibi kavramlar Elektromanyetizma alt dalının konusudur.
  Bu yüzden I - S.
• 👉 II. Durum: Güneş sistemindeki gezegenlerin hareketlerinin açıklanması.
  Hareket, kuvvet, enerji gibi kavramlar Mekanik alt dalının inceleme alanına girer. Gezegenlerin yörüngesel hareketleri de mekaniğin bir konusudur.
  Bu yüzden II - R.
• 👉 III. Durum: Lazer ışınlarının tıpta kullanım alanlarının araştırılması.
  Işık olayları, mercekler, aynalar ve lazer gibi konular Optik alt dalının konusudur.
  Bu yüzden III - P.

Eşleştirmeleri bir araya getirdiğimizde: I-S, II-R, III-P sonucuna ulaşırız.
✅ Doğru cevap b) I-S, II-R, III-P seçeneğidir.

Düzgün olmayan cisimlerin hacmini bulmak için taşırma yöntemi kullanılır. Özkütleyi hesaplamak için yine \( d = \frac{m}{V} \) formülünü kullanacağız.
Çözüm adımları:

• 1️⃣ Taşın Hacmini Bulma: Taşın hacmi, dereceli silindirdeki su seviyesindeki artışa eşittir.
  Başlangıç su seviyesi: \( V_{\text{başlangıç}} = 40 \text{ mL} \)
  Son su seviyesi: \( V_{\text{son}} = 65 \text{ mL} \)
  Taşın hacmi: \( V_{\text{taş}} = V_{\text{son}} - V_{\text{başlangıç}} = 65 \text{ mL} - 40 \text{ mL} = 25 \text{ mL} \)
  \( 1 \text{ mL} = 1 \text{ cm}^3 \) olduğu için, taşın hacmi \( V_{\text{taş}} = 25 \text{ cm}^3 \) olur.
• 2️⃣ Taşın Özkütlesini Hesaplama: Kütle \( m \) ve hacim \( V \) değerlerini özkütle formülünde yerine koyalım.
  Verilen kütle: \( m_{\text{taş}} = 100 \text{ g} \)
  Hesaplanan hacim: \( V_{\text{taş}} = 25 \text{ cm}^3 \)
  Özkütle: \( d_{\text{taş}} = \frac{m_{\text{taş}}}{V_{\text{taş}}} = \frac{100 \text{ g}}{25 \text{ cm}^3} = 4 \text{ g/cm}^3 \)

✅ Bu taşın özkütlesi \( 4 \text{ g/cm}^3 \) olarak bulunur.

Bu günlük hayat örneğinde birden fazla fiziksel olayı gözlemliyoruz. Her bir olayı ayrı ayrı inceleyelim:

• 💧 Su damlalarının küresel şekil almaya çalışması: Su moleküllerinin birbirini çekme kuvveti, yani kohezyon kuvveti sayesinde damlalar minimum yüzey alanına sahip küresel şekli alma eğilimindedir. Bu durum aynı zamanda yüzey gerilimi ile de ilişkilidir; yüzey gerilimi, sıvının yüzeyinin gergin bir zar gibi davranmasını sağlar.
• 🚗 Su damlalarının cama tutunması: Su molekülleri ile cam molekülleri arasındaki çekim kuvveti, yani adezyon kuvveti sayesinde su damlaları cama yapışır.
• ⬆️ Suyun peçetede yukarı doğru yükselmesi: Peçetenin ince lifli yapısı, kılcal boru görevi görür. Suyun bu ince boşluklarda adezyon ve kohezyon kuvvetlerinin etkisiyle yukarı doğru hareket etmesi kılcallık olayıdır.

Şimdi seçenekleri değerlendirelim:

• a) Yüzey Gerilimi ve Kılcallık: Su damlalarının küresel şekli yüzey gerilimi ile, peçetedeki yükselme kılcallık ile açıklanır. Bu doğru bir eşleşme gibi duruyor.
• b) Adezyon ve Kohezyon: Damlaların cama tutunması adezyon, damlaların küresel şekli kohezyon ile açıklanır. Peçetedeki yükselme eksik kalır.
• c) Kohezyon ve Kılcallık: Damlaların küreselliği kohezyon, peçetedeki yükselme kılcallık. Damlaların cama tutunması eksik kalır.
• d) Adezyon ve Yüzey Gerilimi: Damlaların cama tutunması adezyon, küreselliği yüzey gerilimi ile ilişkilidir. Peçetedeki yükselme eksik kalır.
• e) Kohezyon, Adezyon ve Kılcallık: Bu üçü de bahsedilen olaylarda etkilidir. Damlaların küresel şekli kohezyon ve yüzey gerilimi ile, cama tutunması adezyon ile, peçetedeki yükselme kılcallık ile açıklanır. Ancak en genel ve kapsayıcı ifadelerle düşündüğümüzde, "su damlalarının küresel bir şekil almaya çalıştığı" ifadesi yüzey gerilimini (kohezyonun bir sonucu olarak) ve "cama tutunduğu" ifadesi adezyonu içerir. Peçete örneği ise kılcallıktır.

Soruda verilen iki ana gözlem, su damlalarının küresel şekli (yüzey gerilimi/kohezyon) ve peçetede suyun yükselmesi (kılcallık) olduğundan, en uygun ve genel cevap yüzey gerilimi ve kılcallık kavramlarını içeren seçenektir.
✅ Doğru cevap a) Yüzey Gerilimi ve Kılcallık'tır. (Yüzey gerilimi kohezyon kuvvetinin bir sonucudur.)

Kütle-hacim grafiğinde eğimin bize özkütleyi verdiğini hatırlayalım.
Grafiğin eğimi: \( \text{Eğim} = \frac{\text{Dikey eksendeki değişim}}{\text{Yatay eksendeki değişim}} = \frac{\text{Kütle (m)}}{\text{Hacim (V)}} \)
Bu da doğrudan özkütle \( d \) formülüne eşittir: \( d = \frac{m}{V} \)
Çözüm adımları:

• 1️⃣ Eğimi Yorumlama: Bir kütle-hacim grafiğinde, çizginin kütle eksenine (dikey eksen) ne kadar yakın olduğu, yani eğiminin ne kadar dik olduğu özkütle değeriyle doğru orantılıdır. Eğim ne kadar dikse, özkütle o kadar büyüktür.
• 2️⃣ Maddeleri Karşılaştırma:
  
  • K maddesi: Kütle eksenine en yakın olan, yani en dik eğime sahip olan maddedir. Bu durumda K maddesinin özkütlesi en büyüktür.
  • L maddesi: K ve M maddeleri arasında bir eğime sahiptir. Özkütlesi K'den küçük, M'den büyüktür.
  • M maddesi: Hacim eksenine en yakın olan, yani en yatık eğime sahip olan maddedir. Bu durumda M maddesinin özkütlesi en küçüktür.

Özkütleler arasındaki sıralama şu şekildedir: \( d_K > d_L > d_M \)
✅ K maddesinin özkütlesi en büyük, M maddesinin özkütlesi ise en küçüktür.

Dayanıklılık, bir cismin kesit alanı ile hacminin oranına bağlıdır. Aynı malzemeden yapılmış cisimlerde boyutlar büyüdükçe dayanıklılık azalır.
Dayanıklılık \( D \propto \frac{\text{Kesit Alanı}}{\text{Hacim}} \)
Bir küp için:

• Kesit Alanı (taban alanı olarak alabiliriz): \( A = a^2 \)
• Hacim: \( V = a^3 \)
• Dayanıklılık oranı: \( D \propto \frac{a^2}{a^3} = \frac{1}{a} \)

Bu durumda, kenar uzunluğu \( a \) arttıkça dayanıklılık azalır.
Şimdi verilen küplerin kenar uzunluklarına göre dayanıklılıklarını inceleyelim:

• 1️⃣ 1. Küp (Kenar uzunluğu \( a \)):
  Dayanıklılık oranı \( D_a \propto \frac{1}{a} \)
• 2️⃣ 2. Küp (Kenar uzunluğu \( 2a \)):
  Dayanıklılık oranı \( D_{2a} \propto \frac{1}{2a} \)
• 3️⃣ 3. Küp (Kenar uzunluğu \( 3a \)):
  Dayanıklılık oranı \( D_{3a} \propto \frac{1}{3a} \)

Paydası en küçük olanın değeri en büyük olacağından, sıralama şu şekildedir:
\( \frac{1}{a} > \frac{1}{2a} > \frac{1}{3a} \)
Yani dayanıklılıklar arasında \( D_a > D_{2a} > D_{3a} \) ilişkisi vardır.
✅ Doğru cevap a) \( D_a > D_{2a} > D_{3a} \) seçeneğidir.

Bu soruyu çözmek için, verilen bilim araştırma merkezlerinin temel çalışma alanlarını bilmemiz gerekiyor.
Çözüm adımları:

• a) NASA (National Aeronautics and Space Administration): 🚀 Amerika Birleşik Devletleri'nin ulusal havacılık ve uzay dairesidir. Uzay araştırmaları, gezegen bilimi ve havacılıkla ilgili çalışmalar yapar.
• b) TÜBİTAK (Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu): 🔬 Türkiye'de bilim, teknoloji ve yenilik politikalarını belirleyen ve yürüten ulusal bir kurumdur. Çok çeşitli alanlarda projelere destek verir.
• c) CERN (Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi): ⚛️ Dünya'nın en büyük parçacık fiziği laboratuvarıdır. Atom altı parçacıkların yapısını ve evrenin temel yasalarını araştırmak için büyük hadron çarpıştırıcısı gibi tesisler kullanır. "Nükleer" kelimesi burada atom çekirdeği ve parçacıklarla ilgili araştırmalara işaret eder.
• d) ASELSAN: 🛡️ Türkiye merkezli bir savunma sanayi şirketidir. Elektronik, haberleşme, radar ve savunma sistemleri üzerine çalışır.
• e) TAEK (Türkiye Atom Enerjisi Kurumu): ☢️ Türkiye'de nükleer enerji ve radyasyon güvenliği konularında faaliyet gösteren bir kurumdu. Günümüzde Nükleer Enerji ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) olarak yeniden yapılandırılmıştır. Nükleer enerji alanında çalışmalar yapsa da, "parçacık fiziği" ve "en büyük parçacık fiziği laboratuvarı" vurgusu CERN'i işaret eder.

Verilen tanım, özellikle parçacık fiziği ve nükleer araştırmalar alanındaki uluslararası devasa çalışmalarıyla CERN'i işaret etmektedir.
✅ Doğru cevap c) CERN'dir.

Bu soruda, verilen seçeneklerden hangisinin skaler büyüklük olmadığını, yani vektörel büyüklük olduğunu bulmamız isteniyor.
Hatırlayalım:

• 💡 Skaler Büyüklükler: Yönü veya doğrultusu olmayan, sadece sayı ve birimle ifade edilen büyüklüklerdir. (Örn: Kütle, zaman, sıcaklık, sürat)
• 💡 Vektörel Büyüklükler: Sayı, birim ve yön ile ifade edilen büyüklüklerdir. (Örn: Kuvvet, hız, ivme, yer değiştirme)

Şimdi seçenekleri inceleyelim:

• a) Odanın sıcaklığı \( 25^\circ \text{C} \) 'dir.: ✅ Sıcaklık, skaler bir büyüklüktür. Yönü yoktur.
• b) Toplantı \( 2 \) saat sürmüştür.: ✅ Zaman, skaler bir büyüklüktür. Yönü yoktur.
• c) Arabanın sürati \( 80 \text{ km/sa} \) 'tir.: ✅ Sürat, skaler bir büyüklüktür. Yön belirtmez, sadece hızın büyüklüğüdür. (Hız ise vektöreldir.)
• d) Kapıya \( 50 \text{ N} \) 'luk kuvvet uygulandı.: ❌ Kuvvet, vektörel bir büyüklüktür. Bir kuvvettin yönü ve doğrultusu vardır (örneğin, kapıyı itme veya çekme yönü).
• e) Pazardan \( 2 \text{ kg} \) elma aldım.: ✅ Kütle, skaler bir büyüklüktür. Yönü yoktur.

Bu durumda, skaler bir büyüklüğe örnek teşkil etmeyen ifade kuvvet ile ilgili olan seçenektir.
✅ Doğru cevap d) Kapıya \( 50 \text{ N} \) 'luk kuvvet uygulandı.'dır.