🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Akışkanlar Çözümlü Sorular
9. Sınıf Fizik: Akışkanlar Çözümlü Sorular
Soru 1:
Bir tuğlanın boyutları 20 cm, 10 cm ve 5 cm'dir. Tuğlanın kütlesi 2 kg'dır. Bu tuğla, en büyük yüzeyi üzerine yatırıldığında zemine uyguladığı basınç kaç Pascal (Pa) olur? (Yerçekimi ivmesini \( g = 10 \, m/s^2 \) alınız.)
👉 İpucu: Katı basıncı, cismin ağırlığının yüzey alanına bölünmesiyle bulunur.
👉 İpucu: Katı basıncı, cismin ağırlığının yüzey alanına bölünmesiyle bulunur.
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için aşağıdaki adımları uygulayalım:
- ✅ Adım 1: Tuğlanın ağırlığını (kuvveti) hesaplayalım. Ağırlık = Kütle \( \times \) Yerçekimi ivmesi
- ✅ Adım 2: Tuğlanın en büyük yüzey alanını bulalım. Tuğlanın boyutları 20 cm, 10 cm ve 5 cm'dir.
- ✅ Adım 3: Basıncı (P) hesaplayalım. Basınç \( P = \frac{\text{Kuvvet}}{\text{Alan}} = \frac{F}{A} \)
Ağırlık \( F = m \times g \)
\( F = 2 \, kg \times 10 \, m/s^2 = 20 \, N \)
En büyük yüzey alanı, en uzun iki kenarın çarpımıyla bulunur: 20 cm \( \times \) 10 cm.
Öncelikle santimetre (cm) birimini metreye (m) çevirmemiz gerekiyor:
20 cm = 0.2 m
10 cm = 0.1 m
Alan \( A = 0.2 \, m \times 0.1 \, m = 0.02 \, m^2 \)
\( P = \frac{20 \, N}{0.02 \, m^2} = 1000 \, Pa \)
Soru 2:
Yoğunluğu \( 1.2 \, g/cm^3 \) olan bir sıvı ile dolu bir kabın tabanındaki K noktasına etki eden sıvı basıncı \( 1800 \, Pa \) olarak ölçülüyor. Buna göre, K noktasının sıvının yüzeyinden itibaren derinliği kaç metredir? (Yerçekimi ivmesini \( g = 10 \, N/kg \) alınız.)
💡 Hatırlatma: Sıvı basıncı \( P = h \times d \times g \) formülüyle bulunur. Birimleri doğru çevirmeye dikkat et!
💡 Hatırlatma: Sıvı basıncı \( P = h \times d \times g \) formülüyle bulunur. Birimleri doğru çevirmeye dikkat et!
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için aşağıdaki adımları izleyelim:
- ✅ Adım 1: Verilen birimleri SI birim sistemine dönüştürelim. Sıvı yoğunluğu \( d = 1.2 \, g/cm^3 \). Bunu \( kg/m^3 \) birimine çevirmemiz gerekiyor:
- ✅ Adım 2: Sıvı basıncı formülünü kullanarak derinliği bulalım. Sıvı basıncı formülü: \( P = h \times d \times g \)
- ✅ Adım 3: Derinlik (h) değerini hesaplayalım. Denklemi h için çözelim:
\( 1 \, g/cm^3 = 1000 \, kg/m^3 \) olduğundan,
\( d = 1.2 \times 1000 \, kg/m^3 = 1200 \, kg/m^3 \).
Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, N/kg \).
Basınç \( P = 1800 \, Pa \).
Verilen değerleri formülde yerine yazalım:
\( 1800 = h \times 1200 \times 10 \)
\( 1800 = h \times 12000 \)
\( h = \frac{1800}{12000} \)
\( h = \frac{18}{120} \)
\( h = \frac{3}{20} \)
\( h = 0.15 \, m \)
Soru 3:
Bir hidrolik kaldırma sisteminde, küçük pistonun yüzey alanı \( 5 \, cm^2 \), büyük pistonun yüzey alanı ise \( 100 \, cm^2 \)'dir. Küçük pistona \( 50 \, N \) büyüklüğünde bir kuvvet uygulandığında, büyük pistonun üzerinde dengede tutulabilecek maksimum yükün ağırlığı kaç Newton (N) olur?
⚙️ Pascal Prensibi: Kapalı kaplardaki sıvılar, üzerlerine uygulanan basıncı her yöne ve her noktaya eşit büyüklükte iletir.
⚙️ Pascal Prensibi: Kapalı kaplardaki sıvılar, üzerlerine uygulanan basıncı her yöne ve her noktaya eşit büyüklükte iletir.
Çözüm:
Pascal Prensibi'ne göre, küçük pistona uygulanan basınç, büyük pistona iletilen basınca eşittir.
- ✅ Adım 1: Küçük pistona uygulanan basıncı hesaplayalım. Basınç \( P_1 = \frac{F_1}{A_1} \)
- ✅ Adım 2: Büyük pistona etki eden kuvveti (yükün ağırlığını) bulalım. Pascal Prensibi'ne göre \( P_1 = P_2 \)'dir.
- ✅ Adım 3: \( F_2 \) değerini hesaplayalım. \( F_2 = 10 \, N/cm^2 \times 100 \, cm^2 \)
Küçük pistonun kuvveti \( F_1 = 50 \, N \)
Küçük pistonun yüzey alanı \( A_1 = 5 \, cm^2 \)
\( P_1 = \frac{50 \, N}{5 \, cm^2} = 10 \, N/cm^2 \)
Yani, \( \frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2} \)
Büyük pistonun yüzey alanı \( A_2 = 100 \, cm^2 \)
Verilen değerleri formülde yerine yazalım:
\( \frac{50 \, N}{5 \, cm^2} = \frac{F_2}{100 \, cm^2} \)
\( 10 \, N/cm^2 = \frac{F_2}{100 \, cm^2} \)
\( F_2 = 1000 \, N \)
Soru 4:
Yoğunluğu \( 0.8 \, g/cm^3 \) olan bir sıvıya, hacminin dörtte biri batacak şekilde yüzen bir tahta parçasının hacmi \( 200 \, cm^3 \)'tür. Bu tahta parçasına etki eden kaldırma kuvveti kaç Newton (N) olur? (Yerçekimi ivmesini \( g = 10 \, N/kg \) alınız.)
💧 Arşimet Prensibi: Bir sıvıya batan cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin batan hacminin ağırlığına eşittir.
💧 Arşimet Prensibi: Bir sıvıya batan cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin batan hacminin ağırlığına eşittir.
Çözüm:
Kaldırma kuvvetini hesaplamak için aşağıdaki adımları uygulayalım:
- ✅ Adım 1: Tahta parçasının batan hacmini bulalım. Tahta parçasının toplam hacmi \( V_{toplam} = 200 \, cm^3 \).
- ✅ Adım 2: Birimleri SI birim sistemine dönüştürelim. Batan hacim \( V_{batan} = 50 \, cm^3 \). Bunu \( m^3 \) birimine çevirelim:
- ✅ Adım 3: Kaldırma kuvvetini hesaplayalım. Kaldırma kuvveti \( F_k = V_{batan} \times d_{sıvı} \times g \)
Hacminin dörtte biri battığına göre batan hacim \( V_{batan} = \frac{V_{toplam}}{4} \).
\( V_{batan} = \frac{200 \, cm^3}{4} = 50 \, cm^3 \)
\( 1 \, cm^3 = 10^{-6} \, m^3 \) olduğundan,
\( V_{batan} = 50 \times 10^{-6} \, m^3 = 5 \times 10^{-5} \, m^3 \).
Sıvı yoğunluğu \( d_{sıvı} = 0.8 \, g/cm^3 \). Bunu \( kg/m^3 \) birimine çevirelim:
\( d_{sıvı} = 0.8 \times 1000 \, kg/m^3 = 800 \, kg/m^3 \).
Yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, N/kg \).
\( F_k = (5 \times 10^{-5} \, m^3) \times (800 \, kg/m^3) \times (10 \, N/kg) \)
\( F_k = 5 \times 10^{-5} \times 8000 \, N \)
\( F_k = 5 \times 8 \times 10^{-5} \times 10^3 \, N \)
\( F_k = 40 \times 10^{-2} \, N \)
\( F_k = 0.4 \, N \)
Soru 5:
Kütlesi \( 400 \, g \) olan bir cisim, yoğunluğu \( 0.8 \, g/cm^3 \) olan bir sıvıya bırakıldığında sıvıda yüzmektedir. Cismin hacmi \( 500 \, cm^3 \) olduğuna göre, bu cismin batan hacmi kaç \( cm^3 \)'tür?
⚖️ Denge Durumu: Yüzen cisimlerde kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
⚖️ Denge Durumu: Yüzen cisimlerde kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için aşağıdaki adımları izleyelim:
- ✅ Adım 1: Cismin ağırlığını (kuvvetini) hesaplayalım. Cismin kütlesi \( m = 400 \, g = 0.4 \, kg \).
- ✅ Adım 2: Yüzen cisimlerde kaldırma kuvvetinin cismin ağırlığına eşit olduğunu kullanalım. \( F_k = F_g \)
- ✅ Adım 3: Kaldırma kuvveti formülünden batan hacmi bulalım. Kaldırma kuvveti \( F_k = V_{batan} \times d_{sıvı} \times g \)
- ✅ Adım 4: Batan hacmi \( V_{batan} \) hesaplayalım. \( V_{batan} = \frac{4}{8000} \, m^3 \)
- ✅ Adım 5: Batan hacmi \( cm^3 \) birimine dönüştürelim. \( 1 \, m^3 = 10^6 \, cm^3 \) olduğundan,
Yerçekimi ivmesini \( g = 10 \, N/kg \) alalım.
Cismin ağırlığı \( F_g = m \times g \)
\( F_g = 0.4 \, kg \times 10 \, N/kg = 4 \, N \)
\( F_k = 4 \, N \)
Sıvı yoğunluğu \( d_{sıvı} = 0.8 \, g/cm^3 \). Bunu \( kg/m^3 \) birimine çevirelim: \( d_{sıvı} = 800 \, kg/m^3 \).
Verilen değerleri formülde yerine yazalım:
\( 4 \, N = V_{batan} \times 800 \, kg/m^3 \times 10 \, N/kg \)
\( 4 = V_{batan} \times 8000 \)
\( V_{batan} = \frac{1}{2000} \, m^3 \)
\( V_{batan} = 0.0005 \, m^3 \)
\( V_{batan} = 0.0005 \times 10^6 \, cm^3 = 500 \, cm^3 \)
Soru 6:
Sabunlu su yüzeyinde bir ataşın yüzebilmesi ya da bazı böceklerin su üzerinde yürüyebilmesi hangi akışkan özelliğinin sonucudur?
🤔 Düşünelim: Suyun yüzeyinde oluşan bu ince zar tabakasını ne oluşturur?
🤔 Düşünelim: Suyun yüzeyinde oluşan bu ince zar tabakasını ne oluşturur?
Çözüm:
- ✅ Açıklama: Bu durum, sıvıların yüzey gerilimi özelliği ile açıklanır.
- 👉 Yüzey Gerilimi Nedir? Sıvı molekülleri, sıvının iç kısmında her yönden komşu moleküller tarafından çekilirken, yüzeydeki moleküller sadece aşağı ve yanlardan çekilir. Bu durum, sıvı yüzeyinde içe doğru bir net kuvvet oluşmasına neden olur ve yüzeyin gergin bir zar gibi davranmasını sağlar.
- 💧 Günlük Hayattaki Örnekler:
- Su üzerinde duran ataş (ataşın yoğunluğu sudan büyük olmasına rağmen batmaması).
- Su üzerinde yürüyebilen su örümcekleri veya böcekler.
- Yağmur damlalarının küresel şekil alması.
- Sabun köpüklerinin oluşumu.
Soru 7:
Bir peçetenin veya kumaş parçasının bir ucunu suya batırdığımızda, suyun peçetenin içinde yukarı doğru yükseldiğini gözlemleriz. Bu olayın arkasındaki akışkan özelliği nedir ve nasıl açıklanır?
⬆️ Gözlem: Sıvı, yerçekimine karşı yukarı doğru hareket ediyor!
⬆️ Gözlem: Sıvı, yerçekimine karşı yukarı doğru hareket ediyor!
Çözüm:
- ✅ Açıklama: Bu durum, sıvıların kılcallık özelliği ile açıklanır.
- 👉 Kılcallık Nedir? Kılcallık, bir sıvının, ince borular (kılcal borular) içinde veya gözenekli bir malzeme (peçete, kumaş gibi) içinde, dış bir kuvvete ihtiyaç duymadan, hatta yerçekimine karşı yukarı doğru hareket etmesidir. Bu olay, sıvının yüzey gerilimi ile adhezyon (sıvı molekülleri ile boru/malzeme arasındaki çekim) ve kohezyon (sıvı moleküllerinin birbirini çekmesi) kuvvetlerinin etkileşimi sonucunda meydana gelir.
- 🌱 Günlük Hayattaki ve Doğadaki Örnekler:
- Bitkilerin köklerinden aldıkları suyu yapraklarına kadar taşıması.
- Gaz lambasındaki fitilin yağı yukarı çekmesi.
- Mürekkebin, kağıt lifleri arasında yayılması.
- Havlu veya süngerin suyu emmesi.
Soru 8:
Aşağıda verilen ifadelerden hangileri açık hava basıncının varlığını kanıtlayan günlük hayat örnekleridir?
I. Pipetle meyve suyu içerken içeceğin yukarı çıkması.
II. Vantuzun cam yüzeye yapışması.
III. Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça suyun daha düşük sıcaklıkta kaynaması.
IV. Bisiklet pompasıyla lastiğe hava basılması.
🤔 Analiz: Her bir olayın temelinde yatan fiziksel prensibi düşünelim.
I. Pipetle meyve suyu içerken içeceğin yukarı çıkması.
II. Vantuzun cam yüzeye yapışması.
III. Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça suyun daha düşük sıcaklıkta kaynaması.
IV. Bisiklet pompasıyla lastiğe hava basılması.
🤔 Analiz: Her bir olayın temelinde yatan fiziksel prensibi düşünelim.
Çözüm:
Her bir ifadeyi açık hava basıncı ile ilişkilendirelim:
- ✅ I. Pipetle meyve suyu içerken içeceğin yukarı çıkması:
- Pipetle içeceğe çektiğimizde, pipet içindeki hava basıncını azaltırız.
- Dışarıdaki açık hava basıncı, içeceğin yüzeyine etki ederek içeceği pipetin içine doğru iter ve yukarı çıkmasını sağlar.
- Bu, açık hava basıncının bir kanıtıdır.
- ✅ II. Vantuzun cam yüzeye yapışması:
- Vantuzu cam yüzeye bastırdığımızda, vantuz ile cam arasındaki havayı dışarı atarız.
- Vantuzun içindeki basınç azalır.
- Dışarıdaki açık hava basıncı, vantuzu cam yüzeye doğru iterek yapışmasını sağlar.
- Bu da açık hava basıncının bir kanıtıdır.
- ✅ III. Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça suyun daha düşük sıcaklıkta kaynaması:
- Yükseklere çıkıldıkça açık hava basıncı azalır.
- Suyun kaynaması için buhar basıncının dış basınca eşit olması gerekir. Dış basınç azaldığında, suyun kaynama sıcaklığı da düşer.
- Bu da açık hava basıncının varlığını ve etkisini gösterir.
- ❌ IV. Bisiklet pompasıyla lastiğe hava basılması:
- Bu olay, pompanın içindeki havayı sıkıştırarak lastiğe aktarmasıdır.
- Burada temel etki, pompanın oluşturduğu iç basıncın, lastiğin içindeki havayı sıkıştırmasıdır.
- Doğrudan açık hava basıncının varlığını kanıtlayan bir örnek değildir, daha çok kapalı kaptaki gaz basıncı ile ilgilidir.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.cepokul.com/sinav/9-sinif-fizik-akiskanlar/sorular