2. Fizik öğretmeni, basınç ile ilgili bazı deneyler yapmıştır. İlk olarak Şekil I’de gösterildiği gibi bir adet kürdanı yatay zemine batırmış ve balona şekildeki gibi düşey doğrultuda kuvvet uygulamaya başlamıştır. F¶ kuvveti uyguladığı anda balonun patladığını gözlemlemiştir. Özdeş balonlar kullanarak zeminlere Şekil II, Şekil III, Şekil IV ve Şekil V'teki gibi sırasıya iki, üç, dört ve beş adet kürdan batırarak 2F¶, 3F¶, 4F¶ ve 5F¶ kuvveti uygulamış ve balonları patlatabilecek minimum kuvvetlerin bu değerler olduğunu gözlemlemiştir. F¶ 2F¶ 3F¶ 4F¶ 5F 5F¶ 2F 3F 4F F Şekil I Şekil II Şekil III Şekil IV Şekil V 2.1. Kürdan sayısı arttıkça balonun patlayabilmesi için uygulanması gereken kuvvetin büyüklüğünün artmasının nedenini yazınız. 2.2. Deneyden çıkarılacak sonuçlara göre basıncın bağlı olduğu nicekliler nelerdir? Yazınız. 2.3. Şekildeki deney düzeneklerine göre basınca etki eden nicelikler arasındaki ilişkiyi açıklayınız. 2.4. Balonlar aynı basınç değerinde patladığına göre öğretmen, basıncı veren matematiksel modeli kullanarak on adet kürdan ile balonun patlaması için en az kaç F kuvvet uygulamalıdır? 2.5. Balonlar aynı basınç değerinde patladığına göre öğretmen, basıncı veren matematiksel modeli kullanarak 15F kuvvet uyguladığında balonun patlamaması için zemine en az kaç kürdan batırmalıdır? Hesaplayınız.
MEB’in resmi çözümünü göster
2. 2.1. Tek kürdanın yüzeye temas eden alanı çok küçük olduğundan basınç büyüktür ve balon küçük bir kuvvette patlar. Kürdan sayısı arttığında yüzeye temas eden alan artar, böylece basınç azalır ve balon daha büyük bir kuvvet değerinde patlar. TAM PUAN (6 PUAN) Öğrenci kürdan sayısı ile yüzey alanını, balonun patlaması ile uygulanan kuvveti doğru bir şekilde ilişkilendirebilirse tam puan alır. KISMI PUAN (3 PUAN) Öğrenci yüzey alanı veya kuvvet kavramlarından sadece birini doğru ilişkilendirirse kısmi puan alır. SIFIR PUAN Öğrenci cevap vermez veya yanlış cevap verirse puan alamaz. 2.2. Deneye göre basınç, kuvvet ve yüzey alanına bağlıdır. TAM PUAN (4 PUAN) Öğrenci yüzey alanı ve kuvvet niceliklerinin ikisini de yazdığında tam puan alır. KISMI PUAN (2 PUAN) Öğrenci yüzey alanı veya kuvvet kavramlarından sadece birini yazarsa kısmi puan alır. SIFIR PUAN Öğrenci cevap vermez veya yanlış cevap verirse puan alamaz. 2.3. Basınç uygulanan kuvvet ile doğru orantılı, temas eden yüzey alanı ile ters orantılıdır. TAM PUAN (5 PUAN) Öğrenci yüzey alanı ve kuvvet niceliklerinin basınca nasıl etki ettiğini doğru ilişkilendirdiğinde tam puan alır. KISMI PUAN (3 PUAN) Öğrenci yüzey alanı veya kuvvet niceliklerinden sadece birinin basınca nasıl etki ettiğini doğru ilişkilendirdiğinde kısmi puan alır. SIFIR PUAN Öğrenci cevap vermez veya yanlış cevap verirse puan alamaz. 2.4. P = F/A formülü kullanıldığında kürdan ucunun yüzey alanına A denirse yüzey alanı 10A olduğunda F/A = x/10A, x = 10F olması gerekmektedir. TAM PUAN (3 PUAN) Öğrenci 10F cevabını yazdığında tam puan alır. SIFIR PUAN Öğrenci cevap vermez veya yanlış cevap verirse puan alamaz. 2.5. P = F/A formülü kullanıldığında, F/A = 15F/S, S = 15A olur. Yani 15 adet kürdan kullanıldığında balon patlayacaktır. Aynı basınca ulaşmamak için öğretmen en az 16 adet kürdan kullanmalıdır. TAM PUAN (3 PUAN) Öğrenci 16 adet kürdan cevabını yazdığında tam puan alır. SIFIR PUAN Öğrenci cevap vermez veya yanlış cevap verirse puan alamaz.