Sorunun Çözümü
Ampullerin tamamının aynı parlaklıkta yanması, her bir devredeki toplam direncin eşit olduğu anlamına gelir. Piller ve ampuller özdeş olduğundan, her bir devredeki çubukların dirençleri de eşit olmalıdır.
- Bir iletkenin direnci $R = \rho \frac{L}{S}$ formülü ile hesaplanır. Burada $\rho$ özdirenç (malzemenin cinsi), $L$ uzunluk ve $S$ kesit alanıdır.
1. Pembe Çubuk (1. Devre):
- Uzunluk: $L$
- Kesit Alanı: $S$
- Özdirenç: $\rho_P$
- Direnç: $R_P = \rho_P \frac{L}{S}$
2. Yeşil Çubuk (2. Devre):
- Uzunluk: $2L$
- Kesit Alanı: $S$
- Özdirenç: $\rho_Y$
- Direnç: $R_Y = \rho_Y \frac{2L}{S}$
3. Mavi Çubuk (3. Devre):
- Uzunluk: $2L$
- Kesit Alanı: $2S$
- Özdirenç: $\rho_M$
- Direnç: $R_M = \rho_M \frac{2L}{2S} = \rho_M \frac{L}{S}$
Ampuller aynı parlaklıkta yandığı için çubukların dirençleri eşittir:
$R_P = R_Y = R_M$
Özdirençler Arasındaki İlişkiler:
- $R_P = R_Y \Rightarrow \rho_P \frac{L}{S} = \rho_Y \frac{2L}{S} \Rightarrow \rho_P = 2\rho_Y$
- $R_Y = R_M \Rightarrow \rho_Y \frac{2L}{S} = \rho_M \frac{L}{S} \Rightarrow 2\rho_Y = \rho_M$
- $R_P = R_M \Rightarrow \rho_P \frac{L}{S} = \rho_M \frac{L}{S} \Rightarrow \rho_P = \rho_M$
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Pembe ve yeşil renkli çubukların yapıldığı maddelerin cinsleri farklıdır.
$\rho_P = 2\rho_Y$ olduğundan $\rho_P \neq \rho_Y$. Bu ifade doğrudur. - B) Yeşil ve mavi renkli çubukların yapıldığı maddelerin cinsleri farklıdır.
$2\rho_Y = \rho_M$ olduğundan $\rho_Y \neq \rho_M$. Bu ifade doğrudur. - C) Pembe ve mavi renkli çubukların yapıldığı maddelerin cinsleri aynıdır.
$\rho_P = \rho_M$ olduğundan maddelerin cinsleri aynıdır. Bu ifade doğrudur. - D) Pembe, yeşil ve mavi renkli çubukların yapıldığı maddelerin cinsleri aynıdır.
$\rho_P = 2\rho_Y$ ve $\rho_P = \rho_M$ ilişkilerinden dolayı $\rho_P$, $\rho_Y$ ve $\rho_M$ birbirine eşit değildir (örneğin $\rho_P = 2\rho_Y$ iken $\rho_P \neq \rho_Y$). Dolayısıyla tüm maddelerin cinsleri aynı değildir. Bu ifade söylenemez.
Cevap D seçeneğidir.