Sorunun Çözümü
Sesin bir ortamda yayılma hızı, ortamın fiziksel hâline ve sıcaklığına bağlıdır. Sesin A noktasından B noktasına daha kısa sürede ulaşması için, sesin yayılma hızının en yüksek olması gerekir.
- Fiziksel Hâl: Ses, taneciklerin birbirine daha yakın ve etkileşimin daha güçlü olduğu ortamlarda daha hızlı yayılır. Bu nedenle, sesin yayılma hızı genellikle katı ortamlarda en yüksek, sıvı ortamlarda orta düzeyde ve gaz ortamlarda en düşüktür. Yani, \(v_{katı} > v_{sıvı} > v_{gaz}\) sıralaması geçerlidir.
- Sıcaklık: Bir ortamın sıcaklığı arttıkça, taneciklerin kinetik enerjisi artar ve titreşimleri daha hızlı iletebilirler. Bu da sesin yayılma hızını artırır. Genellikle, sıcaklık arttıkça ses hızı da artar.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Gaz, 30°C: Gaz ortamı, sesin en yavaş yayıldığı ortamdır.
- B) Katı, 30°C: Katı ortam, sesin en hızlı yayıldığı ortamdır. Ayrıca, diğer katı seçeneğe göre daha yüksek bir sıcaklığa sahiptir.
- C) Sıvı, 10°C: Sıvı ortam, gazdan hızlı ama katıdan yavaştır. Ayrıca sıcaklığı düşüktür.
- D) Katı, 5°C: Katı ortam, sesin en hızlı yayıldığı ortamdır. Ancak B seçeneğindeki katı ortama göre sıcaklığı daha düşüktür.
Sesin en kısa sürede ulaşması için en yüksek hıza sahip olması gerekir. Bu da katı ortamda ve yüksek sıcaklıkta gerçekleşir. B seçeneği (Katı, 30°C) hem katı bir ortam sunmakta hem de D seçeneğindeki katı ortama göre daha yüksek bir sıcaklığa sahip olduğu için sesin en hızlı yayılacağı durumu temsil eder.
Cevap B seçeneğidir.