🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Hareket Türleri Ve Akışkanlar Klasik Sorular Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Hareket Türleri Ve Akışkanlar Klasik Sorular Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir araç K noktasından L noktasına 100 metre doğuya doğru hareket ediyor. L noktasından sonra yön değiştirerek 60 metre batıya doğru hareket ederek M noktasına ulaşıyor. Buna göre aracın aldığı yol ve yer değiştirme büyüklüğü nedir?
Çözüm:
- 👉 Alınan Yol: Bir cismin hareketi boyunca katettiği toplam mesafedir. Yön önemli değildir.
- ✅ Aracın aldığı yol = \( 100 \text{ m (doğu)} + 60 \text{ m (batı)} = 160 \text{ m} \).
- 👉 Yer Değiştirme: Cismin son konumu ile ilk konumu arasındaki en kısa mesafedir. Yönlü bir büyüklüktür.
- ✅ İlk konumdan (K) doğuya 100 m, sonra batıya 60 m gidildiğinde, son konum (M) ilk konumun 100 - 60 = 40 m doğusunda olur.
- ✅ Yer değiştirme = \( 100 \text{ m} - 60 \text{ m} = 40 \text{ m (doğu yönünde)} \).
Örnek 2:
Dairesel bir pistte A noktasından harekete başlayan bir atlet, pistin çevresi 400 metre olan bir tam turu 50 saniyede tamamlayarak tekrar A noktasına geri dönüyor. Buna göre atletin ortalama sürati ve ortalama hızı kaç m/s'dir?
Çözüm:
- 👉 Ortalama Sürat: Toplam alınan yolun, toplam geçen zamana oranıdır. Yön önemli değildir.
- ✅ Toplam alınan yol = \( 400 \text{ m} \).
- ✅ Toplam geçen zaman = \( 50 \text{ s} \).
- ✅ Ortalama sürat = \( \frac{\text{Toplam Alınan Yol}}{\text{Toplam Zaman}} = \frac{400 \text{ m}}{50 \text{ s}} = 8 \text{ m/s} \).
- 👉 Ortalama Hız: Toplam yer değiştirmenin, toplam geçen zamana oranıdır. Yönlü bir büyüklüktür.
- ✅ Atlet A noktasından başlayıp A noktasına geri döndüğü için, ilk ve son konumları aynıdır. Bu durumda yer değiştirme sıfırdır.
- ✅ Toplam yer değiştirme = \( 0 \text{ m} \).
- ✅ Ortalama hız = \( \frac{\text{Toplam Yer Değiştirme}}{\text{Toplam Zaman}} = \frac{0 \text{ m}}{50 \text{ s}} = 0 \text{ m/s} \).
Örnek 3:
Düzgün doğrusal hareket yapan bir aracın sürati \( 72 \text{ km/saat} \)'tir. Bu araç 10 saniye içinde kaç metre yol alır? (İpucu: Birimleri dönüştürmeyi unutma!)
Çözüm:
- 💡 Öncelikle sürati m/s birimine dönüştürelim.
- ✅ \( 1 \text{ km} = 1000 \text{ m} \) ve \( 1 \text{ saat} = 3600 \text{ s} \).
- ✅ Sürat \( v = 72 \text{ km/saat} = 72 \times \frac{1000 \text{ m}}{3600 \text{ s}} = 72 \times \frac{10}{36} \text{ m/s} = 2 \times 10 \text{ m/s} = 20 \text{ m/s} \).
- 👉 Düzgün doğrusal harekette alınan yol \( x = v \times t \) formülü ile bulunur.
- ✅ Verilenler: \( v = 20 \text{ m/s} \), \( t = 10 \text{ s} \).
- ✅ Alınan yol \( x = 20 \text{ m/s} \times 10 \text{ s} = 200 \text{ m} \).
Örnek 4:
Ağırlığı 60 N olan bir cisim, yere \( 0.2 \text{ m}^2 \) yüzey alanı ile temas etmektedir. Cismin yer uyguladığı basınç kaç Pascal (Pa)'dır?
Çözüm:
- 👉 Katı Basıncı: Birim yüzeye etki eden dik kuvvettir. Formülü \( P = \frac{F}{A} \)'dır.
- ✅ Cismin ağırlığı \( F = 60 \text{ N} \).
- ✅ Yüzey alanı \( A = 0.2 \text{ m}^2 \).
- ✅ Basınç \( P = \frac{60 \text{ N}}{0.2 \text{ m}^2} = \frac{600}{2} \text{ Pa} = 300 \text{ Pa} \).
Örnek 5:
Bir kabın tabanında ve sıvı içinde farklı derinliklerdeki A ve B noktalarında oluşan sıvı basınçlarını karşılaştıralım. Kabın içinde özkütlesi \( 1.2 \text{ g/cm}^3 \) olan bir sıvı bulunmaktadır. A noktası sıvının serbest yüzeyinden 20 cm derinlikte, B noktası ise 50 cm derinliktedir. Yer çekimi ivmesini \( 10 \text{ N/kg} \) alalım. A ve B noktalarındaki sıvı basınçları kaç Pa'dır?
Çözüm:
- 💡 Öncelikle özkütleyi \( \text{kg/m}^3 \) birimine dönüştürelim.
- ✅ \( 1 \text{ g/cm}^3 = 1000 \text{ kg/m}^3 \). Bu durumda \( 1.2 \text{ g/cm}^3 = 1200 \text{ kg/m}^3 \).
- 👉 Sıvı Basıncı: \( P = h \times d \times g \) formülü ile bulunur. Burada \( h \) derinlik, \( d \) sıvının özkütlesi, \( g \) yer çekimi ivmesidir.
- 📌 A Noktası için:
- ✅ Derinlik \( h_A = 20 \text{ cm} = 0.2 \text{ m} \).
- ✅ Özkütle \( d = 1200 \text{ kg/m}^3 \).
- ✅ Yer çekimi ivmesi \( g = 10 \text{ N/kg} \).
- ✅ Basınç \( P_A = 0.2 \text{ m} \times 1200 \text{ kg/m}^3 \times 10 \text{ N/kg} = 2400 \text{ Pa} \).
- 📌 B Noktası için:
- ✅ Derinlik \( h_B = 50 \text{ cm} = 0.5 \text{ m} \).
- ✅ Özkütle \( d = 1200 \text{ kg/m}^3 \).
- ✅ Yer çekimi ivmesi \( g = 10 \text{ N/kg} \).
- ✅ Basınç \( P_B = 0.5 \text{ m} \times 1200 \text{ kg/m}^3 \times 10 \text{ N/kg} = 6000 \text{ Pa} \).
- Sonuç olarak, B noktasındaki sıvı basıncı A noktasındakinden daha fazladır, çünkü B noktası daha derindedir.
Örnek 6:
Bir hidrolik sistemde, küçük pistona \( 10 \text{ N} \) kuvvet uygulandığında, \( 0.01 \text{ m}^2 \) alana sahip bu piston diğer \( 0.5 \text{ m}^2 \) alana sahip büyük pistonda kaç Newton'luk bir kuvvet oluşmasını sağlar?
Çözüm:
- 👉 Pascal Prensibi: Kapalı bir kaptaki sıvıya uygulanan basınç, sıvının her noktasına ve kabın çeperlerine aynı büyüklükte iletilir.
- ✅ Bu prensibe göre, küçük pistonda oluşan basınç (\( P_1 \)) büyük pistona aynen iletilir (\( P_2 \)). Yani \( P_1 = P_2 \).
- ✅ Basınç formülü \( P = \frac{F}{A} \) olduğundan, \( \frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2} \) yazabiliriz.
- ✅ Verilenler: \( F_1 = 10 \text{ N} \), \( A_1 = 0.01 \text{ m}^2 \), \( A_2 = 0.5 \text{ m}^2 \).
- ✅ Denklemde yerine koyalım: \( \frac{10 \text{ N}}{0.01 \text{ m}^2} = \frac{F_2}{0.5 \text{ m}^2} \).
- ✅ \( F_2 = \frac{10}{0.01} \times 0.5 \text{ N} = 1000 \times 0.5 \text{ N} = 500 \text{ N} \).
- Sonuç olarak, küçük bir kuvvetle büyük bir yük kaldırmak mümkündür.
Örnek 7:
Özkütlesi \( 0.8 \text{ g/cm}^3 \) olan tahta bir cisim, özkütlesi \( 1.0 \text{ g/cm}^3 \) olan su içerisine bırakılıyor. Cismin hacmi \( 100 \text{ cm}^3 \) olduğuna göre, cisme etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton'dur? (Yer çekimi ivmesini \( 10 \text{ N/kg} \) alınız.)
Çözüm:
- 💡 Öncelikle özkütleleri \( \text{kg/m}^3 \) birimine ve hacmi \( \text{m}^3 \) birimine dönüştürelim.
- ✅ Cismin özkütlesi \( d_{cisim} = 0.8 \text{ g/cm}^3 = 800 \text{ kg/m}^3 \).
- ✅ Sıvının özkütlesi \( d_{sıvı} = 1.0 \text{ g/cm}^3 = 1000 \text{ kg/m}^3 \).
- ✅ Cismin hacmi \( V_{cisim} = 100 \text{ cm}^3 = 100 \times 10^{-6} \text{ m}^3 = 10^{-4} \text{ m}^3 \).
- 👉 Cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden küçük olduğu için cisim yüzer. Yüzen cisimlerde kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir.
- 📌 Yüzen cisimlerde, cismin ağırlığı (\( G_{cisim} \)) kaldırma kuvvetine (\( F_k \)) eşittir: \( G_{cisim} = F_k \).
- ✅ Cismin ağırlığı \( G_{cisim} = m_{cisim} \times g = (d_{cisim} \times V_{cisim}) \times g \).
- ✅ \( G_{cisim} = (800 \text{ kg/m}^3 \times 10^{-4} \text{ m}^3) \times 10 \text{ N/kg} = 0.08 \text{ kg} \times 10 \text{ N/kg} = 0.8 \text{ N} \).
- ✅ Bu durumda cisme etki eden kaldırma kuvveti de \( F_k = 0.8 \text{ N} \) olur.
- 💡 Alternatif olarak, batan hacmi bulup formülü kullanabilirdik:
- \( \frac{V_{batan}}{V_{cisim}} = \frac{d_{cisim}}{d_{sıvı}} \)
- \( V_{batan} = V_{cisim} \times \frac{d_{cisim}}{d_{sıvı}} = 100 \text{ cm}^3 \times \frac{0.8 \text{ g/cm}^3}{1.0 \text{ g/cm}^3} = 80 \text{ cm}^3 = 80 \times 10^{-6} \text{ m}^3 \).
- \( F_k = V_{batan} \times d_{sıvı} \times g = (80 \times 10^{-6} \text{ m}^3) \times (1000 \text{ kg/m}^3) \times (10 \text{ N/kg}) = 0.8 \text{ N} \).
Örnek 8:
Bir su damlasının küresel şekil alması veya bazı böceklerin su üzerinde yürüyebilmesi gibi olaylar akışkanların hangi özelliği ile açıklanır? Bu olayın günlük hayattaki bir başka örneğini açıklayınız.
Çözüm:
- 👉 Bu olaylar, sıvıların yüzey gerilimi özelliği ile açıklanır. Yüzey gerilimi, sıvı yüzeyindeki moleküllerin birbirini çekmesi sonucu oluşan bir kuvvettir ve sıvının yüzey alanını en aza indirme eğiliminde olmasını sağlar.
- 📌 Günlük Hayattan Örnek:
- ✅ Sabun köpüklerinin oluşumu ve baloncukların küresel olması: Sabunlu suyun yüzey gerilimi, saf suyun yüzey geriliminden daha düşüktür. Ancak sabun molekülleri, su molekülleri arasındaki çekimi azaltarak yüzey gerilimini düşürür ve bu sayede ince bir sabun filmi oluşabilir. Bu film, içerideki hava basıncıyla dışarıdaki hava basıncı arasındaki fark nedeniyle küresel bir şekil alarak yüzey alanını minimuma indirir.
- ✅ Bitkilerdeki Kılcallık Olayı: Bitkilerin köklerinden aldığı suyu ince borular (ksilem) aracılığıyla yapraklarına kadar taşıması da kılcallık olayı sayesinde gerçekleşir. Su molekülleri hem birbirini çeker (kohezyon) hem de borunun iç yüzeyine yapışır (adezyon). Adezyon kuvveti kohezyon kuvvetinden büyük olduğunda su, yer çekimine karşı yukarı doğru hareket eder. Bu da yüzey gerilimi ile ilişkili bir durumdur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-hareket-turleri-ve-akiskanlar-klasik-sorular/sorular