🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Toricelli Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Toricelli Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
💡 Toricelli deneyinde, deniz seviyesinde ve \(0^\circ\text{C}\) sıcaklıkta civa kullanılarak açık hava basıncı ölçülüyor. Bu durumda civa sütununun yüksekliği kaç cm olarak gözlemlenir?
Çözüm:
- 📌 Toricelli deneyi, açık hava basıncının varlığını ve değerini ölçmek için yapılmıştır.
- 👉 Deniz seviyesinde ve \(0^\circ\text{C}\) sıcaklıkta yapılan bu deneyde, açık hava basıncı yaklaşık olarak \(76\) cm yüksekliğindeki bir civa sütununun basıncına eşit bulunur.
- ✅ Bu nedenle, civa sütununun yüksekliği \(76\) cm olarak gözlemlenir. Bu değer, 1 atmosfer (atm) basıncına karşılık gelir.
Örnek 2:
Bir öğrenci, Toricelli deneyini farklı özelliklere sahip cam borularla tekrarlıyor.
1. Daha geniş çaplı bir cam boru kullanırsa,
2. Daha dar çaplı bir cam boru kullanırsa,
3. Cam boruyu hafifçe eğik tutarsa,
Bu durumlarda civa sütununun yüksekliği nasıl değişir?
1. Daha geniş çaplı bir cam boru kullanırsa,
2. Daha dar çaplı bir cam boru kullanırsa,
3. Cam boruyu hafifçe eğik tutarsa,
Bu durumlarda civa sütununun yüksekliği nasıl değişir?
Çözüm:
- 📌 Toricelli deneyinde civa sütununun yüksekliği, sadece dışarıdaki açık hava basıncına bağlıdır.
- 👉 Cam borunun çapı (geniş veya dar olması) veya borunun eğik tutulması, civa sütununun yüksekliğini etkilemez.
- ✅ Bu nedenle, yukarıda belirtilen tüm durumlarda civa sütununun yüksekliği, açık hava basıncı değişmediği sürece aynı kalır (deniz seviyesinde ve \(0^\circ\text{C}\) için \(76\) cm).
- 💡 Önemli olan, açık hava basıncının dengelediği civa sütununun dikey yüksekliğidir.
Örnek 3:
Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça açık hava basıncı nasıl değişir? Bu değişim, Toricelli deneyinde ölçülen civa sütunu yüksekliğini nasıl etkiler?
Çözüm:
- 📌 Dünyanın etrafını saran atmosfer tabakası, yer çekimi etkisiyle yeryüzüne doğru bir ağırlık uygular ve bu da açık hava basıncını oluşturur.
- 👉 Yükseklere çıkıldıkça, üzerimizdeki atmosfer tabakasının kalınlığı ve yoğunluğu azalır.
- ✅ Bu durum, yükseklere çıkıldıkça açık hava basıncının azalmasına neden olur.
- 💡 Açık hava basıncı azaldığında, Toricelli deneyinde açık hava basıncını dengeleyen civa sütununun yüksekliği de azalır. Örneğin, yüksek bir dağın zirvesinde civa sütunu \(76\) cm'den daha düşük bir değerde gözlemlenir.
Örnek 4:
💧 Bir açık hava basıncı ölçümünde, civa yerine su kullanılsaydı ve deniz seviyesinde açık hava basıncı ölçülseydi, su sütununun yüksekliği yaklaşık olarak kaç metre olurdu? (Civanın yoğunluğu suyun yoğunluğunun yaklaşık \(13,6\) katıdır. Açık hava basıncını \(76\) cmHg alınız.)
Çözüm:
- 📌 Açık hava basıncı, sıvı sütununun basıncına eşittir: \[ P_0 = h \rho g \]
- 👉 Deniz seviyesinde civa için: \[ P_0 = h_{\text{civa}} \rho_{\text{civa}} g \] Burada \(h_{\text{civa}} = 76 \text{ cm}\) (\(0,76 \text{ m}\)).
- 👉 Su için: \[ P_0 = h_{\text{su}} \rho_{\text{su}} g \]
- ✅ Her iki durumda da açık hava basıncı (\(P_0\)) aynı olduğu için, sıvı sütunlarının basınçları da eşit olmalıdır: \[ h_{\text{civa}} \rho_{\text{civa}} g = h_{\text{su}} \rho_{\text{su}} g \]
- ✅ Yer çekimi ivmesi (\(g\)) sabit olduğu için sadeleşir: \[ h_{\text{civa}} \rho_{\text{civa}} = h_{\text{su}} \rho_{\text{su}} \]
- ✅ Bize verilen bilgiye göre \(\rho_{\text{civa}} = 13,6 \times \rho_{\text{su}}\). Bu değeri yerine koyalım: \[ 76 \text{ cm} \times (13,6 \times \rho_{\text{su}}) = h_{\text{su}} \times \rho_{\text{su}} \]
- ✅ \(\rho_{\text{su}}\) değerleri sadeleşir: \[ 76 \text{ cm} \times 13,6 = h_{\text{su}} \]
- ✅ Hesaplama yapıldığında: \[ h_{\text{su}} = 1033,6 \text{ cm} \]
- 💡 Bu da yaklaşık olarak \(10,34\) metre su sütununa karşılık gelir. Bu yüzden Toricelli deneyinde su yerine civa kullanılır, çünkü civa daha kısa bir sütun oluşturur.
Örnek 5:
🥤 Bir pipetle meyve suyu içerken, pipetin içindeki sıvıyı ağzımıza çekmemizi sağlayan temel fiziksel prensip nedir? Bu prensipte açık hava basıncının rolü nedir?
Çözüm:
- 📌 Pipetle meyve suyu içerken, ağzımızla pipetin içindeki havayı çekeriz. Bu eylem, pipetin içindeki hava basıncını azaltır.
- 👉 Pipetin dışındaki meyve suyunun yüzeyine etki eden açık hava basıncı, pipetin içindeki düşük basınca göre daha büyük hale gelir.
- ✅ Bu basınç farkı, meyve suyunu pipetin içine doğru yukarı iter ve ağzımıza ulaşmasını sağlar.
- 💡 Yani, pipetle içecek içme eylemi tamamen açık hava basıncının bir sonucudur! Açık hava basıncı olmasaydı, pipetle içecek içemezdik.
Örnek 6:
🧹 Elektrik süpürgelerinin toz ve kirleri çekme prensibi, açık hava basıncı kavramıyla nasıl açıklanabilir?
Çözüm:
- 📌 Elektrik süpürgesi, içindeki bir motor ve fan sistemi sayesinde süpürgenin içindeki havayı dışarıya doğru iter ve bir vakum etkisi yaratır.
- 👉 Bu durum, süpürgenin ağız kısmındaki hava basıncının önemli ölçüde düşmesine neden olur.
- ✅ Süpürgenin dışındaki ortamdaki açık hava basıncı, süpürgenin içindeki düşük basınca göre çok daha yüksek olduğu için, bu basınç farkı toz ve kirleri süpürgenin içine doğru iter.
- 💡 Böylece, elektrik süpürgesi, açık hava basıncının oluşturduğu bu itme kuvveti sayesinde temizlik yapar.
Örnek 7:
🏞️ Bir öğrenci, farklı rakımlardaki üç ayrı konumda Toricelli deneyini gerçekleştirerek aşağıdaki verileri not almıştır:
Konum 1 (Deniz Seviyesi) - Civa Sütunu Yüksekliği: \(76\) cm
Konum 2 (500 m Yükseklik) - Civa Sütunu Yüksekliği: \(72\) cm
Konum 3 (1500 m Yükseklik) - Civa Sütunu Yüksekliği: \(65\) cm
Çözüm:
- 📌 Öğrencinin kaydettiği verilere dikkatlice baktığımızda, rakım (yükseklik) arttıkça (Konum 1'den Konum 3'e doğru gidildikçe) civa sütununun yüksekliğinin azaldığını görüyoruz.
- 👉 Toricelli deneyinde civa sütununun yüksekliği, doğrudan açık hava basıncının bir göstergesidir. Yükseklik azaldıkça basınç azalır.
- ✅ Bu verilere göre öğrenci şu çıkarımı yapabilir: "Yükseklik arttıkça, üzerimizdeki atmosfer tabakasının kalınlığı azaldığı için açık hava basıncı azalır."
- 💡 Bu deney, açık hava basıncının rakıma bağlı olarak değiştiğini deneysel olarak kanıtlayan güçlü bir örnektir.
Örnek 8:
Bir dağcı, yüksek bir dağa tırmanırken kulaklarında basınç hissetmeye başlar ve bazen kulakları tıkanır. Bu durumun nedeni, açık hava basıncının değişimleri ile nasıl açıklanabilir?
Çözüm:
- 📌 Dağcı yükseklere tırmandıkça, bulunduğu ortamdaki açık hava basıncı azalır.
- 👉 İnsan kulağının içinde (orta kulakta) belirli bir hava basıncı vardır. Normalde bu iç basınç, dışarıdaki açık hava basıncı ile dengededir.
- ✅ Dağcı hızla yükseldiğinde, dışarıdaki açık hava basıncı hızla düşerken, orta kulaktaki basınç hemen değişmez ve dış basınca göre daha yüksek kalır.
- 💡 Bu basınç farkı, kulak zarını dışa doğru iter ve dağcının kulaklarında tıkanma veya ağrı hissetmesine neden olur. Yutkunma veya esneme gibi hareketler, orta kulaktaki basıncı dengelemeye yardımcı olabilir.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-toricelli/sorular