Sorunun Çözümü
Adım 1: Genleşme Katsayılarını Belirleme
- Soruda, başlangıçtaki uzunlukları aynı olan üç farklı metal çubuğun sıcaklıkları eşit miktarda artırıldığında uzunluklarının nasıl değiştiği gösterilmiştir.
- Maddelerin sıcaklık artışıyla uzama miktarı ($\Delta L$), başlangıç uzunluğu ($L_0$), genleşme katsayısı ($\alpha$) ve sıcaklık değişimi ($\Delta T$) ile doğru orantılıdır: $\Delta L = L_0 \alpha \Delta T$.
- Başlangıç uzunlukları ($L_0$) ve sıcaklık değişimleri ($\Delta T$) eşit olduğundan, uzama miktarı ($\Delta L$) sadece genleşme katsayısı ($\alpha$) ile doğru orantılıdır.
- Verilen şekle göre, sıcaklık artırıldığında:
- Pembe çubuk en çok uzamıştır.
- Yeşil çubuk orta düzeyde uzamıştır.
- Mavi çubuk en az uzamıştır.
- Bu durum, genleşme katsayıları arasındaki ilişkiyi gösterir: $\alpha_{pembe} > \alpha_{yeşil} > \alpha_{mavi}$.
Adım 2: Soğuma Durumunu Değerlendirme
- Soru, çubukların sıcaklıkları eşit miktarda azaltılsaydı uzunluklarının nasıl olacağını soruyor.
- Sıcaklık azaldığında, çubuklar büzülür (boyları kısalır). Büzülme miktarı da genleşme katsayısı ile doğru orantılıdır. Yani, genleşme katsayısı büyük olan çubuk, sıcaklık azaldığında daha çok kısalır.
- Buna göre, sıcaklık eşit miktarda azaltıldığında:
- Pembe çubuk en çok kısalacak.
- Yeşil çubuk orta düzeyde kısalacak.
- Mavi çubuk en az kısalacak.
Adım 3: Son Uzunlukları Belirleme
- Başlangıçta tüm çubukların uzunlukları aynıydı. Sıcaklık azaltıldığında hepsi başlangıçtaki uzunluklarından daha kısa olacaktır.
- Kısalma miktarları sıralaması: Pembe > Yeşil > Mavi.
- Bu durumda, son uzunluklar (kısalma miktarı ile ters orantılı olarak) sıralaması: Mavi (en uzun) > Yeşil (orta) > Pembe (en kısa) olmalıdır.
- Seçenekler incelendiğinde, C seçeneği bu sıralamayı doğru bir şekilde göstermektedir. Pembe çubuk en kısa, yeşil çubuk orta uzunlukta ve mavi çubuk en uzun haldedir.
Cevap C seçeneğidir.