10. SINIF
KONU ANLATIMLI
1. ÜNİTE: MADDE ve ÖZELLİKLERİ
1. Konu
BASINÇ
ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ
2
Ünite 1
Madde ve Özellikleri
1. Ünite 1. Konu (Basınç)
b. A’nın Çözümleri
1. Basınç kuvveti, yüzeye dik uygulanan kuvvet olup
yayın esnekliği esasına göre çalışan baskül ile
ölçülür. Birimi N olup vektörel bir büyüklüktür.
d1
Basınç ise, birim yüzeye dik olarak uygulanan kuvN
= Pa dır.
m2
Basınç skaler bir büyüklüktür.
d2
vet olup barometre ile ölçülür. Birimi
d2 > d1 olduğundan özkütlesi d2 olan sıvı altta kalacak şekilde dengeye gelir.
2. Basınç değişmez, basınç kuvveti azalır.
6. a.
3.
I
II
III
I
II
III
basınç
sıvı
sıvı
M1
4. Sıvı yüksekliği azaldığı için sıvı basıncı da azalır.
Genişleyen kaplarda basınç kuvveti sıvı ağırlığından az, daralan kaplarda basınç kuvveti sıvı ağırlığından fazla olduğundan basınç kuvveti artar.
5.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
zaman
M2
M1
M2
Musluklar açılıp denge sağlandığında sıvının
kaplardaki denge durumu yukarıdaki gibidir.
I
II
III
I
II
III
b. sıvı
bölme
sıvı
x
M1
h
x
5h
h
d2
S
S
S
S
S
S
M2
M1
S
2h
d1
K
M2
S
S
L
S
a. K noktasına uygulanan sıvı basıncı;
PK = 2h.d1.g = P ise
L noktasına uygulanan sıvı basıncı;
PL = 5h.d2.g = 5P
olur. Bu bağıntıları oranlarsak
4h·3S = (h + x)·3S + (2h + x)·S + (3h + x)·S
12h = 3h + 3x + 2h + x + 3h + x
12h – 8h = 5x
4
x = h = 0,8h
5
PIII = (3h + 0,8h)·d·g = 3,8P bulunur.
2h.d1 .g
P
=
5h.d2 .g
5P
d1
1
=
d2
2
bulunur .
III. kabın tabanındaki sıvı basıncı;
3
BASINÇ
7. VY > VZ > VX
S ve 2S bölümlerinden gelecek sıvılar 5S bölümüne aktarılacağından;
8. Sıvıların birbiriyle temas ettikleri yüzeyde basınçları eşittir. Buna göre, 3dK = 2dL olmalıdır. Buradan;
h·S + hl·2S = hl·5S
hl =
PK = 2h·dK·g
PL = h·dL·g
PK
PL
=
2dK
dL
h
kadar hareket eder.
3
S
2
4
= bulunur.
3
3
= 2·
2S
5S
ip
sıvı
9. a. Pistonun konumu Şekil I deki gibi iken, h kadar
itildiğinde Şekil II deki konuma gelir.
F
3S
5S
13. Bernoulli prensibine göre, havada dönen topun
alt ve üstündeki basınçlar birbirine eşit olmaz.
Basıncın büyük olduğu yerden küçük olan yere
doğru itilen top, doğrusal bir yol yerine eğimli bir
yol izleyecektir.
2S
h
h
K
Şekil I
3S
2S
h
h
5S
h
d
h
K
Şekil II
b. 2P = 2h·d·g olduğundan;
Pl = 3h·d·g = 3P bulunur.
10. Vücudun iç basıncının açık hava basıncını dengelemesidir.
11. P0 > P2 > P1
12. Her iki pistondaki basınç artışları aynıdır. Yüzey
alanı büyük olan pistona daha büyük kuvvet uygulanacağından, pistonlar +x yönünde hareket eder.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
d
14.
Kuşların ve uçakların kanat şekilleri benzerdir.
Şekildeki gibi bir kanadın üst kısmında oluşan hava
akımı, üstteki basıncın alttaki basınçtan daha küçük
hâle gelmesine neden olur. Alt kısımdaki basınç
daha büyük olduğundan yukarı yönlü bir kuvvet
uygulanır. Bu nedenle kuşlar ya da uçakların uçmasını sağlayan kanatlarda, Bernoulli prensibi geçerlidir.
15. Bir akışkanın hızı arttıkça basıncı azalır. Dolayısıyla
boruda akan suyun hızının artması, iç basıncın
azalmasına neden olur.
16. Soruda verilen su akıntılıdır. Suyun aktığı yerde
basınç küçülür. Suyun çevresindeki hava durgun
olduğundan basıncı daha büyüktür. Bu nedenle hava elimizdeki kaşığa, suya doğru bir basınç
uygular. Bir başka ifadeyle, kaşık basıncın büyük
olduğu yerden küçük olduğu yöne doğru bir kuvvetin etkisindedir.
4
Ünite 1
Madde ve Özellikleri
B’nin Cevapları
C’nin Cevapları
1. artar, değişmez.
1. (D)
2. PX = PY > PZ
3. P1 > P2 = P3
4. Basıncı en büyük olan çivi en fazla girecektir.
2. (Y)
x3 > x2 > x1
5. P1 = P2 , F1 = F2
6. kuvveti, basıncı, aynı büyüklükte
3G
olarak
2S
2G
verilmiştir. Şekil II de yere yapılan basınç
dir.
S
Basit bir orantı ile;
Şekil I de yere yapılan basınç, P =
7. dL > dM > dK
8. azalır, artar.
3G
2S
P ederse
9. PK = 2h·d·g + h·3d·g
2G
S
x eder.
PL = 2h·d·g
PK
PL
10.
=
5
2
5
2
x=
2 GP 2 S
4
s · 3 G = 3 P bulunur.
3. (Y)
Z pistonu h kadar yukarı çıkar.
12.
GX + GY
= 4 hdg
S
2S kesitli kolda su seviyesi B düzeyine inince, S
kesitli kolda su seviyesi C düzeyine çıkacaktır. Bu
durumda;
GY
= hdg
S
olur. Bu iki denklem çözülürse;
GX + GY
GY
= 4·
S
S
GX = 3GY
GX
GY
=3
bulunur .
13. büyük, P
14. Musluk açılarak M düzeyine kadar su boşaltılınca K noktasındaki sıvı basıncı 2P, gaz basıncı da
P
hacim iki katına çıkacağından
olacaktır. Toplam
2
5
basınç P olur.
2
15. artar, değişmez.
16. azalır, artar
17. değişmez, azalır
18. 1 atm = 760 mmHg = 760 torr
1 atm ≅ 105 Pa ≅ 1 bar
Nihat Bilgin Yayıncılık©
11. Y pistonu h kadar yukarı çıkar.
h
h
su
su
Şekil I
Şekil II
yatay
Kap Şekil I deki konumda iken sıvı yüksekliği h dir.
Kapı Şekil II deki konuma getirildiğinde sıvı yüksekliği h′ < h olur. Sıvı basıncı yükseklikle doğru
orantılı olduğundan Şekil II deki konumda sıvı
basıncı azalır.
4. (D)
P = h·3dg + hdg
Pl = 2h·3dg + hdg
4
P
=
7
Pl
7
Pl = P
4
5. a. (Y)
M musluğu kapalıyken K ve L noktalarındaki sıvı
basıncı sıfırdır.
b. (Y)
BASINÇ
15. a. (D)
L
b. (D)
2h
K
16. (D)
M
17. (D)
3h
18. a. (D)
b. (D)
Musluk açıldığında sıvının K noktasından 2h yüksekte olması nedeniyle bu noktadaki sıvı basıncı;
PK = 2h . dsıvı . g PL = 0 olur.
6. (Y)
7. (Y)
8. (D)
10. (D)
Açık hava basıncı suyun akmasına engel olur.
11. (D)
12. (Y)
Mükemmel bir tulumbayla suyun çıkabileceği yükseklik 100 m değil sadece 10,3 m dir.
13. a. (Y)
Boru hangi seviyede olursa olsun içindeki sıvı
basıncı açık hava basıncına eşit olacaktır. Buna
göre h değişmez, sadece boru içindeki boşluk artar.
b. (Y)
Boru içindeki sıvı yüksekliği değişmediğine göre,
kaptaki sıvı yüksekliği de değişmez. O hâlde K noktasındaki sıvı basıncı değişmez.
14. (D)
F
2F
=
+ hdg
S
3S
F
2F
=
+ hl dg
S
3S
F
hdg =
3S
5 F
hl dg =
3 S
1
h
=
5
hl
hl = 5 h bulunur .
Nihat Bilgin Yayıncılık©
9. (D)
5
6
Ünite 1
Madde ve Özellikleri
Test 1’in Çözümleri
6. F1 ve F4 kuvvetlerinin uygulandığı yüzeyler için
ortalama derinlik alınır. Buradan;
1. Özdeş cisimlerin ağırlığına G diyelim. Bu durumda her üç şeklin dokunma yüzeyine 2G ağırlığı
etki eder. Şekil I ve II de dokunma yüzeyi eşit olup
III konumunda en küçüktür. Bu nedenle basınçlar
arasında; P1 = P2 < P3 bağıntısı vardır. Cevap A dır.
3
3
h
· d · S = hdS
2
2
4
F2 = h·d2S = 2hdS
3
F3 = 2 h · d S = 3 hdS
2
F4 = h·d·4S = 4hdS
F4 > F3 > F2 > F1 bulunur.
F1 =
Cevap D dir.
2.
Düzgün geometrik biçimli katıların tabanlarına
uyguladıkları basınç; sıvılarda olduğu gibi, P = h . d . g bağıntısı ile bulunur. Buna göre;
7.
Musluk açıldığında her iki bölmede suyun üst seviyeleri eşit olur. Suyun her iki durumda da hacmi
değişmez. Son durumdaki suyun yüksekliği h′ ise,
PX = PY = PZ
hX.g.dX = hY.g.dY = hZ.g.dZ
yazabiliriz. Şekilden hZ > hX > hY olduğuna göre;
dY > dX > dZ dir.
Vilk = Vson
h . 4S = h′ . 4S + h′ . S
4
4h = 5h′ ⇒ h′ = h
5
bulunur. Sıvı basıncı, sıvının yüksekliği ile doğru
orantılıdır. Suyun yüksekliği h iken basıncı P ise,
4
4
yüksekliği h olunca basıncı P olur.
5
5
3.
Cisimlerin temas yüzeyleri ağırlıkları ile aynı oranda artırılıp azaltılırsa basınç değişmez. Bu nedenle P1 = P2 = P3 olur.
Cevap B dir.
4.
Cisim S yüzeyi üzerine oturmuşken 2S yüzeyi
üzerine oturtulursa, yüzey alanı artacağından P
basıncı azalır. Katılarda basınç kuvveti, yüzey alanına ve cismin biçimine bağlı değildir. Sadece cismin ağırlığına bağlıdır. Bu nedenle F değişmez.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap B dir.
Cevap B dir.
8. İlk konumda sıvı yüksekliği 1 birim (h), kabın taban
alanı ise 3 birimdir (3S). İlk konumdaki basınç ve
basınç kuvveti;
Psıvı (1) = h · d · g
Fsıvı (1) = h · d · g · 3S
şeklinde yazılabilir. İlk konumdaki katı basıncı;
Pkatı(1) =
olur. Kap ters çevrilirse;
sıvı yüksekliği 2 birimden daha fazla olur. Bu
nedenle, ikinci durumdaki sıvı basıncı, ilk
durumdaki sıvı basıncının 2 katından da büyük
olur. O hâlde;
Cevap A dır.
5. Kabın h kadarlık bir kısmı dolu iken tabandaki sıvı
basıncı;
P1 = h1d1g = 2hg
Boş kısma sıvı ilave edildiğinde;
P2 = 2hg + 1,2hg = 3,2hg
bulunur. Bu basınçların oranı ise; P1
2 hg
20
5
=
=
=
P2
3, 2 hg
32
8
Cevap C dir.
G
3S
su
Psıvı (1) < Psıvı (2)
dir. İlk konumda kabın taban alanı 3S, ikinci
konumda S olmaktadır. İlk konumda sıvı yüksekliği h iken, ikinci konumda 2h den biraz büyüktür.
Buna yaklaşık olarak 2,3h dersek;
7
BASINÇ
Fsıvı (2) = 2,3 h . d . S . g
olur. Buna göre, Fsıvı (1) > Fsıvı (2) dir. Kap ters
çevrilince toplam G ağırlığı değişmediğinden;
11. h yüksekliğindeki sıvı, kabın tabanına ve S1 yüzeyine
bir basınç uygular. Bu basınçtan dolayı yay sıkışır.
G
S
bulunur. O hâlde, Pkatı (2) > Pkatı (1) olur.
Şekle dikkat edilirse küçük pistonun ağırlığının
sıvıya değil, kabın kenarına bindiği görülebilir. Bu
nedenle G1 artarsa yaydaki sıkışma değişmez.
G2 ağırlığındaki büyük piston sıvıya bir basınç uygular. G2 nin yaptığı bu basınç, sıvı tarafından S1 pistonuna kadar iletilir. Bu nedenle G2 artarsa, yay sıkışır.
Pkatı(2) =
Cevap A dır.
Cevap C dir.
9. Her iki durumda da sıvının hacmi aynıdır. Yarım
küre biçimli kaptaki su, silindir biçimli kaba aktarılınca suyun h yüksekliğine çıktığını varsayalım;
Vilk = Vson
4 3
rr
3
2
= rr2 h & h = r
2
3
bulunur. İlk durumda sıvı yüksekliği r olup basıncı
2
P dir. İkinci durumda sıvı yüksekliği r olduğun3
2
dan, basıncı P olur.
3
Cevap D dir.
10. I. koldan 2 g/cm3 özkütleli sıvı konulunca tabandaki sıvı önce bir miktar diğer kolda yükselir. II. koldan 1 g/cm3 özkütleli sıvı konulunca sistem şekildeki gibi dengeye gelir.
2 g/cm3
Cevap B dir.
13.
P
Nihat Bilgin Yayıncılık©
12. Şekil II deki grafikte 2t süre sonra basınç sabit kaldığına göre, t sürede iki bölme dolar. Buna göre 3t
anında basınçlar eşit ve 2P dir.
P
M
A
T
1 g/cm3
Tıkaç A noktasında olsaydı P çizgisi gibi fışkırırdı.
Ancak tıkacın bulunduğu yüzey eğimlidir. Enerjinin
korunumu gereği suyun izleyeceği yol M çizgisi
gibi olup tepe noktasından azıcık aşağıdan geçer.
Çünkü, su moleküllerinin tepe noktasında da bir hızı
vardır.
Cevap C dir.
x
15 cm
P1
P2
15 – x
4 g/cm3
En alt konumdaki ayrılma yüzeyinden yatay bir
doğru çizilirse, bu çizgi üzerindeki sıvı basınçları
eşitlenmiş olur. Buradan;
P1 = P2
15 . 2=(15 – x) . 4 + x . 1
30 = 60 – 4x + x ⇒ x = 10 cm bulunur.
Cevap C dir.
14. Sıvının basıncı h.d.g olup içinde bulundukları kabın
şekline ve duruşuna bağlı değildir. Barometrenin
borusundaki sıvının basıncı açık hava basıncına
eşittir. Her üç kap aynı yerde olduğuna göre, aynı
basıncı ölçmektedirler. Buna göre;
P1 = P2 = P3
h1d1g = h2d2g = h3d3g
3hd1 = 2h·d2 = hd3
3d1 = 2d2 = d3 sonucu bulunur. Cevap A dır.
Download

Basınç - Nihat Bilgin Yayıncılık