🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: 2 Dönem 1 Yazılı Hareket Türleri İle Açık Hava Basıncı Arası Tüm Konular Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: 2 Dönem 1 Yazılı Hareket Türleri İle Açık Hava Basıncı Arası Tüm Konular Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir karınca, düz bir yolda önce doğuya doğru \( 5 \text{ metre} \), sonra kuzeye doğru \( 3 \text{ metre} \) ve son olarak batıya doğru \( 5 \text{ metre} \) ilerliyor.
Buna göre, karıncanın toplam aldığı yol ve yer değiştirme vektörünün büyüklüğü kaç metredir? 🐜
Buna göre, karıncanın toplam aldığı yol ve yer değiştirme vektörünün büyüklüğü kaç metredir? 🐜
Çözüm:
- 👉 Alınan Yol: Bir cismin hareketi boyunca katettiği toplam mesafedir. Yönü önemli değildir, skaler bir büyüklüktür.
- ✅ Karınca önce \( 5 \text{ m} \) doğu, sonra \( 3 \text{ m} \) kuzey ve son olarak \( 5 \text{ m} \) batı ilerlemiştir.
- Alınan Yol = \( 5 \text{ m} + 3 \text{ m} + 5 \text{ m} = 13 \text{ m} \)
- 👉 Yer Değiştirme: Bir cismin ilk konumu ile son konumu arasındaki en kısa mesafedir ve yönü olan vektörel bir büyüklüktür.
- ✅ Karınca başlangıç noktasından doğuya \( 5 \text{ m} \) gitmiş, sonra batıya \( 5 \text{ m} \) geri gelmiştir. Bu durumda doğu-batı eksenindeki net yer değiştirmesi sıfırdır.
- ✅ Karıncanın sadece kuzeye doğru \( 3 \text{ metrelik} \) bir hareketi kalmıştır.
- Yer Değiştirme büyüklüğü = \( 3 \text{ m} \) (Kuzey yönünde)
Örnek 2:
Bir aracın hız-zaman grafiği aşağıda verilmiştir:
Zaman (s) ekseni üzerinde 0, 4, 6, 8 noktaları işaretlenmiştir.
Hız (m/s) ekseni üzerinde 0, 10 noktaları işaretlenmiştir.
0-4 saniye aralığında hız \( 10 \text{ m/s} \) sabit.
4-6 saniye aralığında hız \( 10 \text{ m/s} \) sabit.
6-8 saniye aralığında hız \( 0 \text{ m/s} \) sabit.
Buna göre, aracın 0-8 saniye zaman aralığında yer değiştirmesi kaç metredir? 🚗💨
Çözüm:
- 💡 Hız-zaman grafiğinin altında kalan alan, cismin yer değiştirmesini verir.
- ✅ 0-4 saniye aralığı: Araç sabit \( 10 \text{ m/s} \) hızla hareket etmiştir.
- Bu aralıktaki yer değiştirme = Alan 1 = \( 10 \text{ m/s} \times 4 \text{ s} = 40 \text{ m} \)
- ✅ 4-6 saniye aralığı: Araç sabit \( 10 \text{ m/s} \) hızla hareketine devam etmiştir.
- Bu aralıktaki yer değiştirme = Alan 2 = \( 10 \text{ m/s} \times (6-4) \text{ s} = 10 \text{ m/s} \times 2 \text{ s} = 20 \text{ m} \)
- ✅ 6-8 saniye aralığı: Aracın hızı \( 0 \text{ m/s} \) olduğu için durmuştur.
- Bu aralıktaki yer değiştirme = Alan 3 = \( 0 \text{ m/s} \times (8-6) \text{ s} = 0 \text{ m} \)
- 📌 Toplam yer değiştirme: Tüm zaman aralıklarındaki yer değiştirmelerin toplamıdır.
- Toplam Yer Değiştirme = \( 40 \text{ m} + 20 \text{ m} + 0 \text{ m} = 60 \text{ m} \)
Örnek 3:
Kütlesi \( 2 \text{ kg} \) olan bir cisim, sürtünmesiz yatay bir zeminde \( 10 \text{ N} \) büyüklüğünde sabit bir kuvvetin etkisiyle hareket etmektedir.
Buna göre, cismin ivmesinin büyüklüğü kaç \( \text{m/s}^2 \) olur? 🏋️♂️
Buna göre, cismin ivmesinin büyüklüğü kaç \( \text{m/s}^2 \) olur? 🏋️♂️
Çözüm:
- 💡 Newton'ın İkinci Hareket Yasası'na (Temel Yasa) göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu yasa matematiksel olarak \( F_{\text{net}} = m \cdot a \) şeklinde ifade edilir.
- ✅ Verilen değerler:
- Net Kuvvet (\( F_{\text{net}} \)) = \( 10 \text{ N} \)
- Kütle (\( m \)) = \( 2 \text{ kg} \)
- İvme (\( a \)) = ?
- 👉 Formülü yerine yazalım:
- \[ F_{\text{net}} = m \cdot a \]
- \[ 10 \text{ N} = 2 \text{ kg} \cdot a \]
- ✅ İvmeyi yalnız bırakmak için eşitliğin her iki tarafını \( 2 \text{ kg} \) ile bölelim:
- \[ a = \frac{10 \text{ N}}{2 \text{ kg}} \]
- \[ a = 5 \text{ m/s}^2 \]
- 📌 Cismin ivmesinin büyüklüğü \( 5 \text{ m/s}^2 \) olur.
Örnek 4:
Bir çocuk, parkta kaydıraktan aşağı kayarken başlangıçta hızlanıyor, ancak kaydırağın sonuna doğru hızı sabitlenerek veya biraz azalarak duruyor.
Bu durumda çocuğun hareketini etkileyen sürtünme kuvvetinin rolünü açıklayınız. 🎢🧒
Bu durumda çocuğun hareketini etkileyen sürtünme kuvvetinin rolünü açıklayınız. 🎢🧒
Çözüm:
- 💡 Sürtünme kuvveti, cisimlerin hareketine karşı koyan veya hareketi zorlaştıran bir kuvvettir. Genellikle temas halindeki yüzeyler arasında oluşur ve hareketin tersi yöndedir.
- ✅ Çocuk kaydıraktan aşağı doğru kayarken, yer çekimi kuvvetinin bir bileşeni onu aşağı çeker ve hızlanmasına neden olur.
- ✅ Ancak çocuğun vücudu ile kaydırağın yüzeyi arasında bir sürtünme kuvveti oluşur. Bu sürtünme kuvveti, çocuğun hareket yönünün (aşağı doğru) tersine, yani yukarı doğru etki eder.
- 👉 Sürtünmenin Etkisi:
- Başlangıçta yer çekimi bileşeni sürtünmeden daha büyük olduğu için çocuk hızlanır.
- Hızlandıkça hava direnci de artar (bir tür sürtünme).
- Kaydırağın sonuna doğru, yer çekimi kuvvetinin etkisi azalabilir (eğim azalıyorsa) veya sürtünme kuvveti ile yer çekimi bileşeni dengeye gelebilir. Bu durumda çocuğun hızı sabitlenebilir veya yavaşlayarak durabilir.
- 📌 Sürtünme kuvveti, çocuğun kontrolsüz bir şekilde çok fazla hızlanmasını engelleyerek, güvenli bir şekilde kaymasını sağlar. Aynı zamanda, kaydırağın sonunda durmasına yardımcı olan temel etkendir.
Örnek 5:
Kütlesi \( 5 \text{ kg} \) olan bir kutu, yatay zeminde \( 20 \text{ N} \) büyüklüğünde sabit bir kuvvetle \( 4 \text{ metre} \) boyunca itiliyor. Bu işlem \( 2 \text{ saniye} \) sürdüğüne göre,
yapılan iş ve harcanan güç kaç olmuştur? (Sürtünmeler önemsizdir.) 📦💪
yapılan iş ve harcanan güç kaç olmuştur? (Sürtünmeler önemsizdir.) 📦💪
Çözüm:
- 💡 Fiziksel anlamda iş, bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda yer değiştirmesiyle çarpımıdır. Formülü \( W = F \cdot \Delta x \) şeklindedir.
- ✅ Verilenler:
- Kuvvet (\( F \)) = \( 20 \text{ N} \)
- Yer Değiştirme (\( \Delta x \)) = \( 4 \text{ m} \)
- Zaman (\( t \)) = \( 2 \text{ s} \)
- 👉 Yapılan İş (\( W \)):
- \[ W = F \cdot \Delta x \]
- \[ W = 20 \text{ N} \cdot 4 \text{ m} \]
- \[ W = 80 \text{ Joule} \]
- 💡 Güç, birim zamanda yapılan iştir veya birim zamanda harcanan enerjidir. Formülü \( P = \frac{W}{t} \) şeklindedir.
- 👉 Harcanan Güç (\( P \)):
- \[ P = \frac{W}{t} \]
- \[ P = \frac{80 \text{ Joule}}{2 \text{ s}} \]
- \[ P = 40 \text{ Watt} \]
- 📌 Kutu üzerinde \( 80 \text{ Joule} \) iş yapılmış ve bu iş \( 40 \text{ Watt} \) güçle gerçekleştirilmiştir.
Örnek 6:
Bir lunaparktaki gondol, en yüksek noktasından (A noktası) serbest bırakıldığında aşağı doğru hızlanarak en alt noktaya (B noktası) ulaşıyor ve tekrar yükselerek diğer taraftaki en yüksek noktaya (C noktası) çıkıyor.
Sürtünmeler ihmal edildiğinde, gondolun A noktasından B noktasına ve B noktasından C noktasına hareketinde enerji dönüşümlerini açıklayınız. 🎡🎢
Sürtünmeler ihmal edildiğinde, gondolun A noktasından B noktasına ve B noktasından C noktasına hareketinde enerji dönüşümlerini açıklayınız. 🎡🎢
Çözüm:
- 💡 Enerjinin Korunumu Yasası'na göre, sürtünmesiz bir ortamda toplam mekanik enerji (potansiyel enerji + kinetik enerji) sabit kalır, sadece bir türden diğerine dönüşür.
- 👉 A Noktasından B Noktasına Hareket:
- ✅ A Noktası (En Yüksek Nokta): Gondol serbest bırakıldığı için başlangıç hızı yoktur (\( v=0 \)). Bu yüzden kinetik enerjisi \( (E_k = \frac{1}{2}mv^2) \) sıfırdır. Ancak yerden en yüksek konumda olduğu için maksimum potansiyel enerjiye \( (E_p = mgh) \) sahiptir.
- ✅ A'dan B'ye İniş: Gondol aşağı doğru hareket ederken yüksekliği azalır, dolayısıyla potansiyel enerjisi azalır. Aynı zamanda yer çekimi kuvvetinin etkisiyle hızlanır, bu da kinetik enerjisinin artmasına neden olur.
- ✅ B Noktası (En Alt Nokta): Gondolun yüksekliği minimuma iner (genellikle yer seviyesi kabul edilir, \( h=0 \)). Bu noktada potansiyel enerjisi minimum (sıfır) olur. Hızı ise maksimuma ulaştığı için maksimum kinetik enerjiye sahiptir.
- 📌 Bu süreçte, gondolun potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşmüştür.
- 👉 B Noktasından C Noktasına Hareket:
- ✅ B'den C'ye Çıkış: Gondol B noktasında sahip olduğu maksimum kinetik enerji ile yukarı doğru hareket etmeye başlar. Yüksekliği arttıkça hızı azalır. Bu durumda kinetik enerjisi azalırken, potansiyel enerjisi artar.
- ✅ C Noktası (Diğer En Yüksek Nokta): Sürtünmeler ihmal edildiği için C noktası da A noktası ile aynı yüksekliğe ulaşır. Burada hızı tekrar sıfıra iner ve kinetik enerjisi minimum (sıfır) olurken, potansiyel enerjisi tekrar maksimuma ulaşır.
- 📌 Bu süreçte, gondolun kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşmüştür.
Örnek 7:
Kütlesi \( 500 \text{ g} \) olan bir demir parçasının sıcaklığı \( 20^\circ \text{C} \) 'den \( 70^\circ \text{C} \) 'ye çıkarılıyor.
Demirin öz ısısı \( 0.45 \text{ J/g}^\circ \text{C} \) olduğuna göre, demir parçasına aktarılan ısı enerjisi kaç Joule'dür? 🔥🌡️
Demirin öz ısısı \( 0.45 \text{ J/g}^\circ \text{C} \) olduğuna göre, demir parçasına aktarılan ısı enerjisi kaç Joule'dür? 🔥🌡️
Çözüm:
- 💡 Bir maddenin sıcaklığını değiştirmek için gerekli olan ısı enerjisi, maddenin kütlesine, öz ısısına ve sıcaklık değişimine bağlıdır. Formülü \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) şeklindedir.
- ✅ Verilenler:
- Kütle (\( m \)) = \( 500 \text{ g} \)
- Öz Isı (\( c \)) = \( 0.45 \text{ J/g}^\circ \text{C} \)
- İlk Sıcaklık (\( T_{\text{ilk}} \)) = \( 20^\circ \text{C} \)
- Son Sıcaklık (\( T_{\text{son}} \)) = \( 70^\circ \text{C} \)
- 👉 Sıcaklık Değişimi (\( \Delta T \)):
- \[ \Delta T = T_{\text{son}} - T_{\text{ilk}} \]
- \[ \Delta T = 70^\circ \text{C} - 20^\circ \text{C} \]
- \[ \Delta T = 50^\circ \text{C} \]
- 👉 Aktarılan Isı Enerjisi (\( Q \)):
- \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
- \[ Q = 500 \text{ g} \cdot 0.45 \text{ J/g}^\circ \text{C} \cdot 50^\circ \text{C} \]
- \[ Q = 11250 \text{ Joule} \]
- 📌 Demir parçasına \( 11250 \text{ Joule} \) ısı enerjisi aktarılmıştır.
Örnek 8:
Bir pipet yardımıyla bardaktaki meyve suyunu içerken, pipetin içindeki sıvının yukarı doğru hareket ettiğini gözlemleriz.
Bu olayda açık hava basıncının ve içtiğimiz havanın rolünü açıklayınız. 🥤🍹
Bu olayda açık hava basıncının ve içtiğimiz havanın rolünü açıklayınız. 🥤🍹
Çözüm:
- 💡 Açık hava basıncı, atmosferdeki havanın yeryüzündeki cisimler ve sıvılar üzerine uyguladığı kuvvettir. Her yöne etki eder.
- ✅ Pipeti meyve suyuna daldırıp ağzımızla pipetin içindeki havayı çektiğimizde (soluk aldığımızda), pipetin içindeki hava miktarı azalır ve dolayısıyla pipet içindeki basınç azalır.
- ✅ Pipetin dışındaki meyve suyunun yüzeyine ise hala açık hava basıncı etki etmektedir.
- 👉 Basınç Farkının Etkisi:
- Pipetin içindeki basınç, dışındaki açık hava basıncından daha düşük hale gelir.
- Bu basınç farkı nedeniyle, dışarıdaki daha yüksek olan açık hava basıncı, meyve suyunu pipetin içine doğru yukarı iter.
- Böylece meyve suyu, pipet içinde yükselerek ağzımıza ulaşır.
- 📌 Bu durum, açık hava basıncının günlük hayattaki en güzel örneklerinden biridir ve Pascal Prensibi ile de ilişkilidir, ancak temel etki basınç farkıdır.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-2-donem-1-yazili-hareket-turleri-ile-acik-hava-basinci-arasi-tum-konular/sorular