💡 9. Sınıf Fizik: Kaldırma kuvveti, bernoulli ilkesi, hal değişimi, ısıl denge Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Kaldırma kuvveti, bernoulli ilkesi, hal değişimi, ısıl denge Çözümlü Örnekler
Soru: Erime sıcaklığında bulunan \( 20 \) gram buzu tamamen eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı kaç kaloridir?
(Buzun erime ısısı: \( L_e = 80 \) cal/g)
Hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır ve kullanılan ısı formülü şu şekildedir:
- Adım 1: Formülümüzü yazalım: \( Q = m \cdot L_e \)
- Adım 2: Verilen değerleri yerine koyalım.
- Kütle \( m = 20 \) g
- Erime ısısı \( L_e = 80 \) cal/g
- Adım 3: Hesaplamayı yapalım:
- \( Q = 20 \cdot 80 \)
- \( Q = 1600 \) cal
✅ Sonuç olarak, buzu eritmek için 1600 kalori ısı verilmelidir. 💡
Soru: Isıca yalıtılmış bir kapta, \( 20^\circ C \) sıcaklıktaki \( 100 \) gram su ile \( 80^\circ C \) sıcaklıktaki \( 100 \) gram su karıştırılıyor.
Buna göre, karışımın denge sıcaklığı kaç \( ^\circ C \) olur?
Isıl denge durumunda alınan ısı, verilen ısıya eşittir.
- Adım 1: Kütleler eşit olduğu için denge sıcaklığı, sıvıların sıcaklıklarının aritmetik ortalamasına eşittir.
- Adım 2: Formül: \( T = \frac{T_1 + T_2}{2} \)
- Adım 3: Değerleri yerine koyalım:
- \( T = \frac{20 + 80}{2} \)
- \( T = \frac{100}{2} \)
- \( T = 50^\circ C \)
📌 Not: Eğer kütleler veya öz ısılar farklı olsaydı \( m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta t_1 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta t_2 \) formülü kullanılırdı. ✅
Soru: Fırtınalı havalarda evlerin çatılarının uçmasının veya rüzgarlı havada şemsiyelerin ters dönmesinin temel sebebi hangi fizik ilkesi ile açıklanır? Kısaca açıklayınız. 🌪️
Bu durum tamamen Bernoulli İlkesi ile ilgilidir.
- 👉 Hız ve Basınç İlişkisi: Bernoulli ilkesine göre, bir akışkanın (hava veya su) hızı arttıkça, o noktadaki basıncı azalır.
- 👉 Çatılardaki Durum: Çatının üzerinden geçen rüzgar çok hızlı hareket eder, bu da çatının üst kısmında alçak basınç oluşturur.
- 👉 İç Basınç: Evin içindeki hava ise durgun olduğu için yüksek basınç uygular.
- 👉 Sonuç: İçerideki yüksek basınç, çatıyı yukarı doğru iterek uçmasına neden olur.
✅ Bu olay, akışkanların basınç farkından dolayı yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket etme eğiliminin bir sonucudur. 💡
Soru: Öz kütlesi \( 0,6 \) g/cm³ olan bir tahta blok, öz kütlesi \( 1 \) g/cm³ olan suyun içine bırakılıyor. Bu cismin su içindeki denge durumu (yüzme, askıda kalma, batma) nasıl olur? Nedenini açıklayınız.
Bir cismin sıvı içindeki denge durumu, cismin öz kütlesi (\( d_c \)) ile sıvının öz kütlesi (\( d_s \)) arasındaki ilişkiye bağlıdır.
- Adım 1: Verilenleri karşılaştıralım.
- Cismin öz kütlesi: \( d_c = 0,6 \) g/cm³
- Sıvının öz kütlesi: \( d_s = 1 \) g/cm³
- Adım 2: Karşılaştırma yapalım:
- \( 0,6 < 1 \) yani \( d_c < d_s \)
- Adım 3: Yorumlayalım:
- Cismin öz kütlesi sıvınınkinden küçük olduğu için cisim yüzer.
✅ Kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşit olur ve cismin bir kısmı sıvı dışında kalacak şekilde dengelenir. 🚢
Soru: Bir parfüm şişesinin üstündeki pompaya basıldığında sıvının borudan yukarı çıkarak püskürmesi hangi fiziksel prensip ile gerçekleşir? 💨
Bu olay Bernoulli İlkesi'nin günlük hayattaki en güzel örneklerinden biridir.
- 1. Pompaya basıldığında, borunun ağız kısmındaki hava hızla hareket eder.
- 2. Hızın arttığı bu bölgede hava basıncı aniden düşer (Alçak basınç alanı oluşur).
- 3. Şişenin içindeki sıvıya etki eden açık hava basıncı, borunun ucundaki alçak basınçtan daha büyüktür.
- 4. Basınç farkından dolayı sıvı, boru içinde yukarı doğru itilir ve dışarı püskürür.
✅ Özetle: Akışkan hızı artar \(\rightarrow\) Basınç düşer \(\rightarrow\) Sıvı yükselir. 💡
Soru: Isıca yalıtılmış bir kapta bulunan \( 0^\circ C \)'deki suya bir miktar buz atılıyor. Bir süre sonra buzun kütlesinin arttığı gözleniyor. Buna göre;
I. Suyun ilk sıcaklığı \( 0^\circ C \)'dir.
II. Buzun ilk sıcaklığı \( 0^\circ C \)'nin altındadır.
III. Kaptaki toplam kütle değişmemiştir.
yargılarından hangileri doğrudur?
Buzun kütlesinin artması, suyun donduğu anlamına gelir.
- Analiz I: Suyun donması için dışarıya ısı vermesi gerekir. Su \( 0^\circ C \)'de ise donmaya hazırdır. Bu ifade doğrudur.
- Analiz II: Suyun donması için ısıyı alacak daha soğuk bir maddeye ihtiyaç vardır. Buzun sıcaklığı \( 0^\circ C \)'nin altında (negatif) olmalıdır ki sudan ısı alabilsin. Bu ifade doğrudur.
- Analiz III: Kap yalıtılmış olduğu için dışarıya madde girişi veya çıkışı yoktur. Sadece hal değişimi olur, toplam kütle korunur. Bu ifade doğrudur.
✅ Cevap: I, II ve III doğrudur. ❄️
Soru: Hacmi \( 200 \) cm³ olan bir cismin tamamı suya battığında, cisme etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton olur?
(\( d_{su} = 1000 \) kg/m³, \( g = 10 \) N/kg, \( 10^6 \) cm³ = \( 1 \) m³)
Kaldırma kuvveti formülü: \( F_k = V_b \cdot d_s \cdot g \)
- Adım 1: Hacmi m³ birimine çevirelim.
- \( V_b = 200 \) cm³ = \( 200 \cdot 10^{-6} \) m³
- Adım 2: Formülde yerine koyalım.
- \( F_k = (200 \cdot 10^{-6}) \cdot 1000 \cdot 10 \)
- Adım 3: İşlemi sadeleştirelim.
- \( F_k = 200 \cdot 10^{-6} \cdot 10^4 \)
- \( F_k = 200 \cdot 10^{-2} \)
- \( F_k = 2 \) N
✅ Cisme etki eden kaldırma kuvveti 2 Newton olarak bulunur. ⚓
Soru: Denizden çıkan bir insanın, rüzgarlı bir havada güneşli bir havaya göre daha fazla üşümesinin sebebi nedir? Isı ve hal değişimi kavramlarıyla açıklayınız. 🏖️
Bu durum buharlaşma ve ısı alışverişi ile ilgilidir.
- 👉 Buharlaşma: Islak vücudumuzdaki su molekülleri buharlaşmak için gereken enerjiyi (ısıyı) vücudumuzdan alır.
- 👉 Rüzgarın Etkisi: Rüzgar, vücut yüzeyindeki doymuş hava tabakasını uzaklaştırarak buharlaşma hızını artırır.
- 👉 Isı Kaybı: Buharlaşma hızlandıkça vücudumuzdan daha hızlı ısı çekilir.
- 👉 Sonuç: Vücut sıcaklığımız düştüğü için üşüme hissi artar.
✅ Özet: Buharlaşan sıvı, çevresinden (vücudumuzdan) ısı alır; rüzgar bu süreci hızlandırır. 🌡️
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-kaldirma-kuvveti-bernoulli-ilkesi-hal-degisimi-isil-denge/sorular