9. SINIF YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI - FİZ.9.3.2
Öğrenme Çıktısı: FİZ.9.3.2. Durgun sıvılarda basınca yönelik çıkarımlarda bulunabilme
Aşağıda verilen tabloda sıvı basıncının bağlı olduğu fiziksel büyüklüklerle ilgili ilişkisini karşısındaki kutucuğa işaretleyiniz.
| Fiziksel Nicelik (Büyüklük) | Doğru Orantılıdır | Ters Orantılıdır | Sıvı basınç büyüklüğünü Değiştirmez |
|---|---|---|---|
| Sıvının derinliği artırmak | |||
| Yerçekim ivmesinin küçük olduğu yere götürmek | |||
| Yükseklik sabit kalmak şartıyla taban alanı daha küçük bir kap kullanmak | |||
| Sıvıyı daha geniş yüzeyli başka bir kaba aktarmak | |||
| Sıvıya tuz eklemek |
| Fiziksel Nicelik (Büyüklük) | Doğru Orantılıdır | Ters Orantılıdır | Sıvı basınç büyüklüğünü Değiştirmez |
|---|---|---|---|
| Sıvının derinliği artırmak | ☒ | ☐ | ☐ |
| Yerçekim ivmesinin küçük olduğu yere götürmek | ☐ | ☒ | ☐ |
| Yükseklik sabit kalmak şartıyla taban alanı daha küçük bir kap kullanmak | ☐ | ☐ | ☒ |
| Sıvıyı daha geniş yüzeyli başka bir kaba aktarmak | ☐ | ☒ | ☐ |
| Sıvıya tuz eklemek | ☒ | ☐ | ☐ |
Yandaki şekilde "K" – "L" ve "M" kaplarında özdeş sıvılar bulunmaktadır. Sıvıların içinde bulunduğu kabın tabanına uyguladığı basınç büyüklüklerini sıralayınız. Gerekçesini yazınız.
PK = PL = PM
Yandaki şekilde "X" – "Y" ve "Z" kaplarında sıvılar bulunmaktadır. "X" kabındaki sıvının tabana uyguladığı basıncın büyüklüğü "2P" olduğu bilindiğine göre, "Y" ve "Z" kaplarında bulunan sıvıların kap tabanlarına uyguladıkları basıncın büyüklüğü kaç "P" olduğunu gerekçesi ile belirtiniz.
Basıncın matematiksel modeline göre (P = h · d · g) basınç büyüklüğü, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekim ivmesine bağlı ve doğru orantılıdır. Kabın şekline (taban alanına) bağlı değildir.
- "Y"nin basıncı (PY); "X" kabına göre, sıvının yüksekliği ve yoğunluğu "X" sıvınınki ile aynı olduğundan, PY = PX = P olur.
- "Z"nin basıncı (PZ); "X" kabına göre, sıvının yüksekliği yarıya inmesine rağmen yoğunluk iki kat arttığı için basınç büyüklüğü "X"inki ile aynı olur. PZ = PX = P
Sonuç: PY = PZ = PX = P olur.
Yandaki şekilde içi sıvı dolu kabın içinde homojen sıvı bulunmaktadır. Kabın farklı derinliklerindeki "K" – "L" – "M" ve "N" noktalarının sıvı basınçlarının büyüklüklerini gerekçeleriyle sıralayınız.
Basıncın matematiksel modeline göre (P = h · d · g) basınç büyüklüğü, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekim ivmesine bağlı ve doğru orantılıdır. Buradaki tek değişken noktaların derinliği;
- "M" ve "L" kabın en derin noktasında (4h derinliğinde) ve eşit derinlikte, PL = PM
- "N" noktası sıvının 3h kadar derinliğinde olduğu için, PL = PM > PN
- "K" noktası diğer noktalara göre sıvının en az derinliğinde (2h derinliğinde) olduğu için basınç büyüklüğü en az bu noktadır.
SONUÇ: hL = hM > hN > hK olduğu için, PL = PM > PN > PK
İçinde taşma seviyesine kadar su bulunan kabın tabanındaki "X" noktasında sıvı basıncı oluşturmaktadır, kabın yarısı boşaltılıp içine yine taşma seviyesine kadar tuzlu su konulduğunda basınç büyüklüğü nasıl değişir? Gerekçesiyle açıklayınız.
Basıncın matematiksel modeline göre (P = h · d · g) basınç büyüklüğü, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekim ivmesine bağlı ve doğru orantılıdır. Buradaki tek değişken sıvının yoğunluğunun artması yönünde değişmesi olduğundan "X" noktasının basıncı artar.
Ekvator bölgesinde ısıca yalıtılmış ortamda yapılan bir deneyde, içinde taşma seviyesine kadar sıvı bulunan bir kabın tabanındaki basıncın büyüklüğü ölçülüyor. Bu kap kutuplarda aynı sıcaklıkta tabanındaki basınç hesaplandığında ölçülen basınç değerinin aynı olması için ne gibi değişiklikler yapılmalıdır?
Basıncın matematiksel modeline göre (P = h · d · g) basınç büyüklüğü, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekim ivmesine bağlı ve doğru orantılıdır. Kutuplardaki yerçekim ivmesi, ekvatordaki yerçekim ivmesinden daha büyük olduğu için, kutuplarda kabın tabanındaki basınç daha büyük ölçülür. Basınç değerini düşürmek için,
- Sıvının miktarını azaltmak.
- Sıvının yoğunluğunu azaltmak.
Yandaki şekilde görüldüğü gibi içinde farklı yoğunluktaki sıvılardan oluşan "K" – "L" ve "M" kaplarının tabanlarındaki sıvı basınçları eşit olduğuna göre, sıvıların yoğunlukları arasındaki büyüklük sıralamasını gerekçeleri ile yazınız.
Basıncın matematiksel modeline göre (P = h · d · g) basınç büyüklüğü, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekim ivmesine bağlı ve doğru orantılıdır. Kapların tabanlardaki basıncın eşit olabilmesi için sıvı yüksekliği en büyük olanın yoğunluğu en az olmalıdır. O zaman,
dL > dM > dK
Yandaki şekilde alt taban alanları eşit büyüklükte olan "K" – "L" ve "M" kaplarına eşit miktarlarda sıvı dökülüyor. Kapların tabanında oluşan basınç büyüklükleri gerekçeleriyle sıralayınız.
Eşit sıvı miktarı daralan kapta en yüksek sıvı seviyesine, L genişleyen kapta ise en düşük sıvı seviyesine ulaşır. O zaman,
PK = PM = PL
Yandaki şekilde içi sıvı dolu kabın içinde homojen sıvı bulunmaktadır. Kabın farklı derinliklerindeki "K" – "L" – "M" ve "N" noktalarının sıvı basınçlarının büyüklüklerini gerekçeleriyle sıralayınız.
Basıncın matematiksel modeline göre (P = h · d · g) basınç büyüklüğü, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yerçekim ivmesine bağlı ve doğru orantılıdır. Buradaki tek değişken noktaların derinliği;
- "L" ve "N" kabın en derin noktasında (3h derinliğinde) ve eşit derinlikte, PL = PN
- "K" ve "M" noktası diğer noktalara göre sıvının en az derinliğinde (2h derinliğinde) ve eşit derinlikte, PK = PM
SONUÇ: hL = hN > hK = hM olduğu için, PL = PN > PK = PM
Yandaki şekilde içi sıvı dolu pet şişede alt alta delikler açılmıştır. Buna göre, deliklerden çıkan sıvıların çıkış hızını gerekçeleriyle karşılaştırınız.
Sıvıların açılan deliklerden çıkış süratleri, deliklerin bulunduğu derinlikteki basınçla doğru orantılıdır. 3. delik en derinde olduğundan en yüksek basınç burada, 1. delik en az derinde olduğundan en düşük basınç burada oluşur.
Bu durumda, P3 > P2 > P1 olduğundan, v3 > v2 > v1 olur.
Yandaki şekilde içinde sıvı bulunan kabın "5h" derinliğindeki "K" noktasına etki eden sıvı basıncı 10P'dir. Buna göre, "L" ve "M" noktalarının sıvı basıncını açıklayarak bulunuz.
Sıvı basıncı sıvının derinliği ile doğru orantılı olduğu bilindiğine göre,
- 5h derinlikteki basınç 10P olduğuna göre her h derinliğindeki basınç değeri 2P kadar olur. Buna göre,
- h derinliğindeki L noktası 2P basıncında,
- 3h derinliğindeki M noktası 6P basıncında olur.