📄 9. Sınıf Fizik: Katı Basıncı Ve Basınç Kuvveti Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Öncelikle tuğlanın farklı yüzey alanlarını hesaplayalım:
\(A_1 = 20 \text{ cm} \times 10 \text{ cm} = 200 \text{ cm}^2 = 0.02 \text{ m}^2\)
\(A_2 = 20 \text{ cm} \times 5 \text{ cm} = 100 \text{ cm}^2 = 0.01 \text{ m}^2\)
\(A_3 = 10 \text{ cm} \times 5 \text{ cm} = 50 \text{ cm}^2 = 0.005 \text{ m}^2\)

Basınç (\(P = \frac{F}{A}\)) formülünü kullanacağız. Basınç kuvveti (\(F\)) tuğlanın ağırlığına eşittir, yani \(F = 50 \text{ N}\).

En fazla basınç, yüzey alanı en küçük olduğunda oluşur:
\(P_{max} = \frac{50 \text{ N}}{0.005 \text{ m}^2} = 10000 \text{ Pa}\)

En az basınç, yüzey alanı en büyük olduğunda oluşur:
\(P_{min} = \frac{50 \text{ N}}{0.02 \text{ m}^2} = 2500 \text{ Pa}\)

Sonuç olarak, tuğla yere en fazla 10000 Pa, en az ise 2500 Pa basınç uygular.

💡 Çözüm Adımları:

Katı basıncını etkileyen iki temel faktör vardır:
1. Uygulanan Dik Kuvvet (Ağırlık): Bir katının yere uyguladığı basınç kuvveti genellikle cismin ağırlığına eşittir. Basınç, uygulanan dik kuvvet ile doğru orantılıdır. Yani, yüzey alanı sabit kalmak koşuluyla, dik kuvvet arttıkça basınç da artar; dik kuvvet azaldıkça basınç da azalır.
2. Temas Yüzey Alanı: Cismin yere temas eden yüzey alanıdır. Basınç, temas yüzey alanı ile ters orantılıdır. Yani, uygulanan dik kuvvet sabit kalmak koşuluyla, temas yüzey alanı arttıkça basınç azalır; temas yüzey alanı azaldıkça basınç artar.
Bu ilişki \(P = \frac{F}{A}\) formülü ile özetlenir, burada \(P\) basınç, \(F\) dik kuvvet ve \(A\) temas yüzey alanıdır.

💡 Çözüm Adımları:

Basınç kuvveti (\(F\)) her iki durumda da kibrit kutusunun ağırlığına eşittir: \(F = 0.1 \text{ N}\).
Yüzey alanlarını \(m^2\) cinsine çevirelim:
Geniş yüzey alanı: \(A_{genis} = 20 \text{ cm}^2 = 20 \times 10^{-4} \text{ m}^2 = 0.002 \text{ m}^2\)
Dar yüzey alanı: \(A_{dar} = 5 \text{ cm}^2 = 5 \times 10^{-4} \text{ m}^2 = 0.0005 \text{ m}^2\)

1. Geniş yüzey üzerinde iken basınç (\(P_{genis}\)):
\(P_{genis} = \frac{F}{A_{genis}} = \frac{0.1 \text{ N}}{0.002 \text{ m}^2} = 50 \text{ Pa}\)

2. Dar yüzey üzerinde iken basınç (\(P_{dar}\)):
\(P_{dar} = \frac{F}{A_{dar}} = \frac{0.1 \text{ N}}{0.0005 \text{ m}^2} = 200 \text{ Pa}\)

Karşılaştırma:
Geniş yüzey üzerinde iken basınç 50 Pa, dar yüzey üzerinde iken basınç 200 Pa'dır.
Bu durum, yüzey alanı azaldığında (dar yüzey), uygulanan kuvvet aynı kalmak koşuluyla basıncın arttığını gösterir (\(200 \text{ Pa} > 50 \text{ Pa}\)). Bu da katı basıncının yüzey alanı ile ters orantılı olduğunu doğrular.