Sorunun Çözümü
Bir elektrik devresindeki ampulün parlaklığının iletkenin cinsine bağlı olduğunu ispatlamak için kontrollü bir deney yapılması gerekmektedir. Kontrollü bir deneyde, incelenen değişken (bağımsız değişken) dışındaki tüm faktörler sabit tutulmalıdır.
- Deneyin Amacı: Ampul parlaklığının iletkenin cinsine (malzemesine) bağlı olduğunu göstermek.
- Bağımsız Değişken: İletkenin cinsi (malzeme türü). Bu değişken değiştirilmelidir.
- Kontrol Edilmesi Gereken Değişkenler: İletkenin direnci, ampulün parlaklığını doğrudan etkiler. Direnç, iletkenin uzunluğuna (L) ve kesit alanına (S) de bağlıdır. Bu nedenle, iletkenin cinsi dışındaki tüm faktörler (uzunluk ve kesit alanı) sabit tutulmalıdır.
- Direnç formülü: \(R = \rho \frac{L}{S}\) Burada \(\rho\) özdirençtir ve iletkenin cinsine bağlıdır.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Gümüş (L, S) ve Bakır (2L, 3S). Hem uzunluk hem de kesit alanı farklı. Bu durumda parlaklık değişirse, bunun iletkenin cinsinden mi, uzunluktan mı yoksa kesit alanından mı kaynaklandığı anlaşılamaz.
- B) Gümüş (L, S) ve Bakır (L, S). Uzunluklar (L) aynı, kesit alanları (S) aynı. Sadece iletkenin cinsi (Gümüş ve Bakır) farklı. Bu, kontrollü bir deney için idealdir. Ampulün parlaklığındaki herhangi bir fark, doğrudan iletkenin cinsinden kaynaklanacaktır.
- C) Bakır (L, S) ve Gümüş (2L, S). Uzunluklar farklı (L ve 2L). İletkenin cinsinin etkisi izole edilemez.
- D) Gümüş (2L, S) ve Bakır (2L, 2S). Kesit alanları farklı (S ve 2S). İletkenin cinsinin etkisi izole edilemez.
Bu analizlere göre, sadece B seçeneği iletkenin cinsi dışındaki tüm değişkenleri sabit tutarak, ampul parlaklığının iletkenin cinsine bağlılığını test etmek için uygun bir deney düzeneği sunar.
Cevap B seçeneğidir.