🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Basınç Ve Kaldırma Kuvveti Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Basınç Ve Kaldırma Kuvveti Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
💡 Bir inşaat alanında kullanılan, ağırlığı 300 N olan dikdörtgenler prizması şeklindeki bir tuğla, zemine oturduğu yüzey alanı \( 0.05 \, \text{m}^2 \) olacak şekilde yerleştirilmiştir.
Bu tuğlanın zemine uyguladığı basınç kaç Pascal (Pa) olur?
Bu tuğlanın zemine uyguladığı basınç kaç Pascal (Pa) olur?
Çözüm:
✅ Tuğlanın zemine uyguladığı basıncı hesaplamak için katı basıncı formülünü kullanmalıyız.
Basınç (P), kuvvete (F) ve yüzey alanına (A) bağlıdır.
Basınç (P), kuvvete (F) ve yüzey alanına (A) bağlıdır.
- 👉 Adım 1: Verilenleri Belirleyelim.
- Kuvvet (F) = Tuğlanın ağırlığı = \( 300 \, \text{N} \)
- Yüzey Alanı (A) = \( 0.05 \, \text{m}^2 \)
- 👉 Adım 2: Basınç Formülünü Uygulayalım. \[ P = \frac{F}{A} \] \[ P = \frac{300 \, \text{N}}{0.05 \, \text{m}^2} \]
- 👉 Adım 3: Hesaplamayı Yapalım. \[ P = 6000 \, \text{Pa} \]
Örnek 2:
🚀 Bir öğrenci, özdeş ve küp şeklinde 3 adet cisimle deney yapıyor.
Önce bu cisimlerden bir tanesini zemine koyduğunda, zemine uygulanan basıncı P olarak ölçüyor.
Daha sonra, aynı 3 cismi üst üste koyarak zemine uyguladığı basıncı tekrar ölçüyor.
Cisimlerin zemine temas eden yüzey alanları değişmediğine göre, 3 cisim üst üste konulduğunda zemine uygulanan basınç kaç P olur?
Önce bu cisimlerden bir tanesini zemine koyduğunda, zemine uygulanan basıncı P olarak ölçüyor.
Daha sonra, aynı 3 cismi üst üste koyarak zemine uyguladığı basıncı tekrar ölçüyor.
Cisimlerin zemine temas eden yüzey alanları değişmediğine göre, 3 cisim üst üste konulduğunda zemine uygulanan basınç kaç P olur?
Çözüm:
✅ Bu soruda, katı basıncının ağırlık ve yüzey alanı ilişkisini yorumlamamız gerekiyor.
- 👉 Adım 1: Tek cismin basıncını ifade edelim.
- Tek bir küpün ağırlığına \( G \) diyelim.
- Temas yüzey alanına \( A \) diyelim.
- Bu durumda, tek cismin uyguladığı basınç: \( P = \frac{G}{A} \)
- 👉 Adım 2: Üç cismin durumunu inceleyelim.
- 3 küp üst üste konulduğunda, toplam ağırlık \( 3G \) olur.
- Zemine temas eden yüzey alanı ise hala \( A \) kalır.
- Bu durumda, 3 cismin uyguladığı yeni basınç \( P' \) şöyle olur: \[ P' = \frac{3G}{A} \]
- 👉 Adım 3: Basınçları karşılaştıralım.
- \( P' = 3 \times \left( \frac{G}{A} \right) \)
- Daha önce \( P = \frac{G}{A} \) olduğunu biliyorduk.
- O halde, \( P' = 3P \) olur.
Örnek 3:
💧 Yoğunluğu \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \) olan su dolu bir kabın tabanından 60 cm derinlikteki bir noktadaki sıvı basıncı kaç Pascal (Pa) olur?
(Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{N/kg} \) alınacaktır.)
(Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{N/kg} \) alınacaktır.)
Çözüm:
✅ Sıvı basıncı, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekimi ivmesine bağlıdır.
Formülümüz \( P = h \cdot d \cdot g \) şeklindedir.
Formülümüz \( P = h \cdot d \cdot g \) şeklindedir.
- 👉 Adım 1: Verilenleri Belirleyelim ve Birimleri Dönüştürelim.
- Sıvı yoğunluğu (d) = \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \)
- Derinlik (h) = \( 60 \, \text{cm} = 0.6 \, \text{m} \) (metreye çevirmeyi unutmayalım!)
- Yerçekimi ivmesi (g) = \( 10 \, \text{N/kg} \)
- 👉 Adım 2: Sıvı Basıncı Formülünü Uygulayalım. \[ P = h \cdot d \cdot g \] \[ P = 0.6 \, \text{m} \times 1000 \, \text{kg/m}^3 \times 10 \, \text{N/kg} \]
- 👉 Adım 3: Hesaplamayı Yapalım. \[ P = 6000 \, \text{Pa} \]
Örnek 4:
🧪 İçinde \( 80 \, \text{cm} \) yüksekliğinde su bulunan silindirik bir kabın tabanındaki sıvı basıncı \( P_{taban} \)'dır.
Kabın yan yüzeyinde, suyun serbest yüzeyinden \( 30 \, \text{cm} \) derinlikte bulunan bir K noktasındaki sıvı basıncı kaç \( P_{taban} \) olur?
(Suyun yoğunluğu \( d_{su} \), yerçekimi ivmesi \( g \) olarak alınacaktır.)
Kabın yan yüzeyinde, suyun serbest yüzeyinden \( 30 \, \text{cm} \) derinlikte bulunan bir K noktasındaki sıvı basıncı kaç \( P_{taban} \) olur?
(Suyun yoğunluğu \( d_{su} \), yerçekimi ivmesi \( g \) olarak alınacaktır.)
Çözüm:
✅ Sıvı basıncı derinlikle doğru orantılıdır. Bu soruda, iki farklı derinlikteki basınçları karşılaştıracağız.
- 👉 Adım 1: Taban basıncını ( \( P_{taban} \) ) ifade edelim.
- Kabın tabanındaki derinlik \( h_{taban} = 80 \, \text{cm} \).
- \( P_{taban} = h_{taban} \cdot d_{su} \cdot g \)
- \( P_{taban} = 80 \cdot d_{su} \cdot g \)
- 👉 Adım 2: K noktasındaki basıncı ( \( P_K \) ) ifade edelim.
- K noktasının serbest yüzeyden derinliği \( h_K = 30 \, \text{cm} \).
- \( P_K = h_K \cdot d_{su} \cdot g \)
- \( P_K = 30 \cdot d_{su} \cdot g \)
- 👉 Adım 3: \( P_K \) ve \( P_{taban} \) arasındaki ilişkiyi bulalım.
- \( P_K = 30 \cdot d_{su} \cdot g \)
- \( P_{taban} = 80 \cdot d_{su} \cdot g \)
- Bu iki ifadeyi oranlayarak \( P_K \)'yı \( P_{taban} \) cinsinden bulabiliriz: \[ \frac{P_K}{P_{taban}} = \frac{30 \cdot d_{su} \cdot g}{80 \cdot d_{su} \cdot g} \] \[ \frac{P_K}{P_{taban}} = \frac{30}{80} = \frac{3}{8} \] \[ P_K = \frac{3}{8} P_{taban} \]
Örnek 5:
🥤 Bir çocuk, kutu meyve suyunu pipetle içerken, pipetin içindeki meyve suyunun yükseldiğini fark ediyor.
Bu olayın temelinde yatan fiziksel prensip nedir ve açık hava basıncı bu durumda nasıl bir rol oynar? 🤔
Bu olayın temelinde yatan fiziksel prensip nedir ve açık hava basıncı bu durumda nasıl bir rol oynar? 🤔
Çözüm:
✅ Pipetle meyve suyu içme olayı, günlük hayatta karşılaştığımız en güzel açık hava basıncı örneklerinden biridir.
- 👉 Adım 1: Pipetin içindeki basınç değişimi.
- Çocuk pipetten hava çektiğinde, pipetin içindeki hava miktarını azaltır.
- Bu durum, pipetin içindeki hava basıncının düşmesine neden olur.
- 👉 Adım 2: Açık hava basıncının etkisi.
- Kutu meyve suyunun yüzeyine etki eden açık hava basıncı (atmosfer basıncı), pipetin içindeki düşük basınca göre daha büyüktür.
- Bu daha yüksek olan dış basınç, meyve suyunu pipetin içine doğru yukarı iter.
- 👉 Adım 3: Denge durumu.
- Meyve suyu, pipetin içindeki basınç ile dıştaki açık hava basıncı dengelenene kadar yükselir.
- Çocuk içmeye devam ettikçe bu döngü tekrarlanır.
Örnek 6:
⚓ Hacmi \( 0.008 \, \text{m}^3 \) olan bir demir bilye, yoğunluğu \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \) olan suya tamamen batırılmıştır.
Bu demir bilyeye etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton (N) olur?
(Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{N/kg} \) alınacaktır.)
Bu demir bilyeye etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton (N) olur?
(Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{N/kg} \) alınacaktır.)
Çözüm:
✅ Bir sıvıya tamamen batan cisme etki eden kaldırma kuvvetini hesaplamak için Arşimet Prensibi'ni kullanırız.
Kaldırma kuvveti ( \( F_k \) ), batan hacim ( \( V_{batan} \) ), sıvının yoğunluğu ( \( d_{sıvı} \) ) ve yerçekimi ivmesinin ( \( g \) ) çarpımına eşittir.
Kaldırma kuvveti ( \( F_k \) ), batan hacim ( \( V_{batan} \) ), sıvının yoğunluğu ( \( d_{sıvı} \) ) ve yerçekimi ivmesinin ( \( g \) ) çarpımına eşittir.
- 👉 Adım 1: Verilenleri Belirleyelim.
- Batan hacim ( \( V_{batan} \) ) = Demir bilyenin hacmi = \( 0.008 \, \text{m}^3 \)
- Sıvının yoğunluğu ( \( d_{sıvı} \) ) = Suyun yoğunluğu = \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \)
- Yerçekimi ivmesi (g) = \( 10 \, \text{N/kg} \)
- 👉 Adım 2: Kaldırma Kuvveti Formülünü Uygulayalım. \[ F_k = V_{batan} \cdot d_{sıvı} \cdot g \] \[ F_k = 0.008 \, \text{m}^3 \times 1000 \, \text{kg/m}^3 \times 10 \, \text{N/kg} \]
- 👉 Adım 3: Hesaplamayı Yapalım. \[ F_k = 80 \, \text{N} \]
Örnek 7:
🛶 Kütlesi \( 5 \, \text{kg} \) olan bir tahta blok, yoğunluğu \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \) olan su içinde yüzmektedir.
Bu tahta bloğa etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton (N) olur?
(Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{N/kg} \) alınacaktır.)
Bu tahta bloğa etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton (N) olur?
(Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{N/kg} \) alınacaktır.)
Çözüm:
✅ Bir cisim bir sıvı içinde yüzüyorsa, cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
Bu, yüzen cisimler için temel bir denge prensibidir.
Bu, yüzen cisimler için temel bir denge prensibidir.
- 👉 Adım 1: Cismin ağırlığını (G) hesaplayalım.
- Cismin kütlesi (m) = \( 5 \, \text{kg} \)
- Yerçekimi ivmesi (g) = \( 10 \, \text{N/kg} \)
- Ağırlık formülü: \( G = m \cdot g \)
- \( G = 5 \, \text{kg} \times 10 \, \text{N/kg} = 50 \, \text{N} \)
- 👉 Adım 2: Yüzen cisimler için kaldırma kuvvetini belirleyelim.
- Cisim su içinde yüzdüğü için, cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
- \( F_k = G_{cisim} \)
- \( F_k = 50 \, \text{N} \)
Örnek 8:
📈 Bir öğrenci, farklı derinliklerdeki su basıncını ölçmek için bir deney düzeneği kuruyor.
Deneyde, su derinliği (h) arttıkça ölçülen basıncın (P) de doğru orantılı olarak arttığını gösteren bir grafik elde ediyor.
Bu grafik, sıvı basıncının derinlikle olan ilişkisi hakkında hangi önemli bilgiyi vermektedir?
Ayrıca, bu grafikteki eğimin (eğim = \( \frac{\Delta P}{\Delta h} \)) fiziksel anlamı nedir? 🤔
Deneyde, su derinliği (h) arttıkça ölçülen basıncın (P) de doğru orantılı olarak arttığını gösteren bir grafik elde ediyor.
Bu grafik, sıvı basıncının derinlikle olan ilişkisi hakkında hangi önemli bilgiyi vermektedir?
Ayrıca, bu grafikteki eğimin (eğim = \( \frac{\Delta P}{\Delta h} \)) fiziksel anlamı nedir? 🤔
Çözüm:
✅ Bu yeni nesil soru, grafik yorumlama ve fiziksel kavramları ilişkilendirme becerisini ölçmektedir.
- 👉 Adım 1: Grafiğin verdiği temel bilgi.
- Grafikte su derinliği (h) arttıkça basıncın (P) doğru orantılı olarak arttığı gözlemlenmesi, sıvı basıncının derinlikle doğru orantılı olduğunu gösterir.
- Bu durum, sıvı basıncı formülü olan \( P = h \cdot d \cdot g \) ile uyumludur.
- Derinlik iki katına çıktığında, basınç da iki katına çıkar (diğer değişkenler sabitken).
- 👉 Adım 2: Grafikteki eğimin fiziksel anlamı.
- Eğim, dikey eksendeki değişimin yatay eksendeki değişime oranıdır: Eğim = \( \frac{\Delta P}{\Delta h} \).
- Sıvı basıncı formülümüz \( P = h \cdot d \cdot g \) olduğundan, bu formülü \( P \) ve \( h \) cinsinden yeniden düzenlersek:
- \( \frac{P}{h} = d \cdot g \)
- Yani, \( \frac{\Delta P}{\Delta h} \) ifadesi, sıvının yoğunluğu (d) ile yerçekimi ivmesinin (g) çarpımına eşittir.
- 👉 Adım 3: Sonuç.
- Grafikteki eğim, kullanılan sıvının yoğunluğu ile yerçekimi ivmesinin çarpımını (yani sıvının öz ağırlığını) vermektedir.
- Bu sayede, sadece P-h grafiğine bakarak sıvının yoğunluğu hakkında bilgi edinilebilir (yerçekimi ivmesi biliniyorsa).
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-basinc-ve-kaldirma-kuvveti/sorular