📄 9. Sınıf Fizik: Katı Basıncı Basınç Soruları Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Küpün ağırlığı \(G = 60 \text{ N}\).
Küpün bir kenar uzunluğu \(a = 20 \text{ cm}\) olarak verilmiştir. Hesaplamalarda SI birim sistemi kullanıldığı için santimetreyi metreye çevirmeliyiz: \(a = 20 \text{ cm} = 0.2 \text{ m}\).
Yatay zemine temas eden yüzey alanı, bir kenarı 0.2 m olan bir kare şeklindedir.
Yüzey alanı \(A = a \times a = (0.2 \text{ m}) \times (0.2 \text{ m}) = 0.04 \text{ m}^2\).
Katı basıncı formülü \(P = \frac{G}{A}\) şeklindedir.
Değerleri yerine koyarsak:
\(P = \frac{60 \text{ N}}{0.04 \text{ m}^2}\)
\(P = 1500 \text{ Pa}\).
Bu nedenle, küpün yatay zemine yaptığı basınç 1500 Pascal'dır.

💡 Çözüm Adımları:

Tuğlaların özdeş olduğu belirtildiğinden, her bir tuğlanın ağırlığına \(G\) ve bir tuğlanın zemine temas yüzey alanına \(A\) diyelim.

Şekil I'deki durum:
Üst üste konulan iki tuğlanın toplam ağırlığı (basınç kuvveti) \(F_1 = G + G = 2G\) olur.
Zemine temas eden yüzey alanı \(A_1 = A\) (çünkü sadece alt tuğlanın tabanı yere değer).
Bu durumda zemine uygulanan basınç \(P_1 = \frac{F_1}{A_1} = \frac{2G}{A}\) olur.

Şekil II'deki durum:
Yan yana konulan iki tuğlanın toplam ağırlığı (basınç kuvveti) yine \(F_2 = G + G = 2G\) olur.
Zemine temas eden yüzey alanı \(A_2 = A + A = 2A\) (çünkü iki tuğlanın tabanları da yere değer).
Bu durumda zemine uygulanan basınç \(P_2 = \frac{F_2}{A_2} = \frac{2G}{2A} = \frac{G}{A}\) olur.

Karşılaştırma:
Basınç kuvveti: \(F_1 = 2G\) ve \(F_2 = 2G\) olduğundan, tuğlalar yan yana konulduğunda zemine uygulanan basınç kuvveti değişmez.
Basınç: \(P_1 = \frac{2G}{A}\) ve \(P_2 = \frac{G}{A}\) olduğundan, \(P_2 = \frac{1}{2} P_1\) olur. Yani tuğlalar yan yana konulduğunda zemine uygulanan basınç yarıya iner (azalır).

Sonuç olarak, özdeş iki tuğla yan yana konulduğunda basınç kuvveti değişmezken, zemine uygulanan basınç azalır.

💡 Çözüm Adımları:

Başlangıçtaki Durum:
Cismin ağırlığına \(G\) diyelim.
Cismin yatay zemine temas yüzey alanına \(A\) diyelim.
Başlangıçtaki basınç \(P\) ise, katı basıncı formülüne göre:
\[P = \frac{G}{A}\]

Yeni Durum:
Soruda cismin ağırlığının sabit kaldığı belirtilmiştir, yani yeni ağırlık \(G' = G\).
Temas yüzey alanı iki katına çıkarılıyor, yani yeni yüzey alanı \(A' = 2A\).
Yeni basıncı \(P'\) olarak ifade edersek:
\[P' = \frac{G'}{A'}\]
Değerleri yerine koyarsak:
\[P' = \frac{G}{2A}\]

Yukarıdaki denklemde \(\frac{G}{A}\) ifadesinin başlangıçtaki \(P\) basıncına eşit olduğunu biliyoruz. Bu durumda, \(P'\) ifadesini \(P\) cinsinden yazabiliriz:
\[P' = \frac{1}{2} \left(\frac{G}{A}\right)\]
\[P' = \frac{1}{2} P\]

Bu durumda, cismin ağırlığı sabit kalmak şartıyla temas yüzey alanı iki katına çıkarılırsa, yeni basınç başlangıçtaki basıncın yarısı kadar (\(P/2\)) olur.