Katı Basıncı - 1

Aynı ağırlıkta perçinlenmiş küplerden oluşan numaralandırılmış cisimleri kum havuzundaki konumları ve iz derinlikleri aşağıda verilmiştir.

Küpler saat yönünde 90° derece döndürülerek kum havuzundaki batma miktarları tekrar ölçülmüştür.

Basınç, birim yüzeye etki eden dik kuvvet olarak tanımlanır.

Bir araştırmacı katı basıncına etki eden faktörleri incelemek için aşağıdaki deney düzeneklerini hazırlıyor.

Deney I: Tahta levhalara sivri uçları yukarıda kalacak şekilde sırasıyla 10 ve 20 çivi çakarak eşit kütleli oyun hamurlarını aynı
yükseklikten çivilerin üzerine bırakıyor.

Deney sonucunda 10 çivinin bulunduğu tahta levhanın üzerine bırakılan oyun hamurunun üzerindeki izlerin derinliğinin daha
fazla olduğunu gözlemliyor.

Deney II: 20 çivi çakılmış tahta levhaları kullanarak farklı kütlelerdeki oyun hamurlarını aynı yükseklikten çivilerin üzerine
bırakıyor.

Deney sonucunda 10 g kütleye sahip oyun hamurunun üzerindeki izlerin derinliğinin daha fazla olduğunu gözlemliyor.

Araştırmacının yaptığı kontrollü deneylerde kullanılan değişkenler ile ilgili olarak;

I. Her iki deneyde kullanılan bağımsız değişkenler aynıdır.
II. Her iki deneyde kullanılan bağımlı değişkenler aynıdır.
III. Yüzey alanı değişkeni I. deney için bağımsız, II. deney için kontrol değişkenidir.
IV. Cismin ağırlığı değişkeni I. deney için kontrol, II. deney için bağımlı değişkendir

Fen Bilimleri Öğretmeni katı basıncı konusunu anlatırken sınıfa numaraları birbirinden farklı üç ayakkabı getirmiş ve öğrencilerine sırasıyla aşağıda verilen etkinlikleri yaptırmıştır.

1. Etkinlik: Ahmet her bir ayakkabıyı ayrı ayrı giyerek bastığı kum zemindeki derinlikleri ölçmüştür.
2. Etkinlik: Ali, Ayşe ve Fatma aynı ayakkabıyı sırayla giyip kum zemindeki derinlikleri ölçmüşlerdir.

Öğrencilerin kütleleri birbirlerinden farklı, giydikleri ayakkabıların kütleleri birbirleriyle aynı olduğuna göre;

I. Öğretmen yapılan iki etkinlik ile katı basıncını etkileyen değişkenleri açıklamaya çalışmıştır.

II. 1. etkinlikte bağımsız değişken yüzey alanıdır.

III. 2. etkinlikte bağımlı değişken zemine uygulanan basınçtır.

IV. Her iki deneyde de kontrol değişkeni ağırlıktır,

Katı cisimlerin zemine yaptığı basınç, yüzey alanı ile ters
orantılıdır. Bu olaya günlük hayattan değişik örnekler verilebilir. Örneğin çatallar uçları sivri olduğundan yiyeceklere daha kolay batar.

Yüzey alanı - basınç ilişkisinde benzer durumlar hayvanlar aleminde de bazı adaptasyon örnekleriyle karşımıza
çıkar. Aşağıda bu örneklerden bazıları verilmiştir.

Bir araştırmacı “Katılarda basınç” konusuyla ilgili aşağıdaki hipotezi kuruyor. 

Hipotez: Cisimlerin ağırlığı arttıkça zemine uyguladıkları basınç artar.

Deneyin Adı: Katilarda basınç 

Deneyin Malzemeleri: Yüzey alanları farklı, ağırlıkları aynı olan cisimler ve basınç sensörü

Deneyin Yapılışı: Ağırlıkları aynı, yüzey alanları farklı olan cisimler tahta zemin üzerine şekildeki gibi konularak basınç sensörü yardımıyla zemine yaptıkları basınçlar ölçülüyor.

Sırasıyla yapılan bu ölçümler sonucunda;
I. Katilarda basınç cismin ağırlığına bağlıdır.
II. Katilarda basınç cismin yüzey alanına bağlıdır.
III. Katilarda basınç zeminin cinsine bağlıdır

5. doğum gününü kutlayan ikiz çocukları için ailesi 5 katlı yaş pasta yaptırmıştır. Arkadaşlarını da doğum günü partilerine çağıran ikizler mumu söndürdükten sonra üst kattan başlayarak arkadaşlarına Şekil l'de verilen özdeş dilimler ile pasta ikramı yapmıştır.

Bu durumla ilgili olarak;

I. Mumlar söndürülüp, pasta üzerinden çıkarıldığında taşıma kağıdına yapılan basınç azalmıştır.
II. Pastanın 1. katına gelene kadar kesilip alınan her bir dilim pasta taşıma kağıdına yapılan basıncı azaltmıştır.
III. 1. kattan kesilip alınan her bir dilim pasta taşıma kağıdına yapılan basıncı artırmıştır, 

Hafta sonu babasının gıda toptancısı deposuna giden Arda’nın aşağıdaki uyarı yazısında verilen durum ve görseldeki istifleme şekli dikkatini çekiyor. Çalışanlara bu durumun nedenini soruyor. Çalışanlar kutu üzerinde “Azami 3 Koli İstif’ yazısı bulunduğundan dolayı bu şekilde depolama yaptıklarını belirtiyor.

Arzu : Öğretmen öğrencileriyle beraber özdeş balonlar ve masa kullanarak aşağıdaki deney düzeneklerini hazırlıyor.

Deney I: Özdeş balonlardan bir tanesini şişirip ters çevrilmiş masanın altına Şekil l’deki gibi yerleştirdiğinde balonun patladığını gözlemliyor.

Deney II: Daha sonra Arzu Öğretmen diğer balonları da şişirip masanın altına Şekil ll’deki gibi yerleştirdiğinde balonların patlamadığını gözlemliyor.