9. Sınıf Akışkanlar Testleri Çöz, Fizik Test Soruları ve Cevapları

💧 9. Sınıf Fizik Dersi 3. Ünite: Akışkanlar

Akışkanlar, hem sıvıları hem de gazları kapsayan ve şekil değiştirebilen maddelerdir. Bu ünite, günlük hayatımızda sürekli içinde bulunduğumuz bu maddelerin basınç, kaldırma kuvveti gibi temel özelliklerini inceler. Suyun üzerinde neden batmadığımızı, uçakların nasıl havada kaldığını ve damlalıkların nasıl çalıştığını anlamamızı sağlayan fizik kurallarını öğreneceğiz.

📌 Akışkanlar ve Temel Kavramlar

Akışkan, belirli bir şekli olmayan, bulunduğu kabın şeklini alan ve akma özelliği gösteren maddelerdir. İki ana gruba ayrılır:

• 🌊 Sıvılar: Hacimleri bellidir, sıkıştırılamazlar.
• 💨 Gazlar: Hacimleri ve şekilleri yoktur, bulundukları kabı tamamen doldururlar ve sıkıştırılabilirler.

Akışkanların en önemli özelliklerinden biri, temas ettikleri yüzeylere basınç uygulamalarıdır.

⚖️ Basınç ve Pascal Prensibi

Basınç, birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvetin büyüklüğüdür. Formülü şu şekildedir:

$P = \frac{F}{A}$

Burada P basınç (Pa - Pascal), F kuvvet (N - Newton) ve A ise yüzey alanıdır (m²).

💡 Örnek: Bir toplu iğnenin ucunun çok sivri olması, uygulanan kuvvetin çok küçük bir alana etki etmesini sağlar. Bu da çok yüksek bir basınç oluşturarak iğnenin kolayca batmasını sağlar.

Pascal Prensibi, kapalı bir kapta bulunan sıvıya uygulanan basıncın, sıvı tarafından her yöne ve eşit büyüklükte iletilmesidir. Bu prensip, hidrolik sistemlerin (kriko, frenler, vinçler) çalışma temelini oluşturur.

💡 Örnek: Bir hidrolik liftte, küçük piston üzerine uygulanan küçük bir kuvvet, büyük pistonda çok daha büyük bir kuvvet oluşturarak ağır yükleri kaldırmamızı sağlar.

🌊 Sıvı Basıncı

Sıvılar, ağırlıklarından dolayı bulundukları kabın tabanına ve yan yüzeylerine basınç uygular. Sıvı basıncı şu faktörlere bağlıdır:

• 📏 Derinlik (h): Derinlik arttıkça basınç artar. $P = h \cdot d \cdot g$ formülü ile hesaplanır. (d: özkütle, g: yer çekimi ivmesi)
• 🧪 Sıvının Özkütlesi (d): Özkütlesi büyük olan sıvının basıncı daha fazladır.
• 🧊 Yer Çekimi İvmesi (g): Yer çekimi arttıkça basınç artar.

Önemli olan, sıvı basıncının kabın şekline veya toplam sıvı miktarına değil, sadece derinliğe bağlı olmasıdır.

💡 Örnek: Barajların tabanının üst kısımlarına göre daha kalın yapılmasının nedeni, su basıncının derinlikle artmasıdır.

⬆️ Kaldırma Kuvveti ve Arşimet Prensibi

Bir sıvı içine batırılan bir cisme, sıvı tarafından yukarı yönde bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvete kaldırma kuvveti denir. Arşimet Prensibi şunu söyler:

"Bir sıvı içindeki cisme, batan hacmi kadar sıvının ağırlığına eşit büyüklükte bir kaldırma kuvveti etki eder."

Kaldırma kuvvetinin formülü: $F_k = V_b \cdot d_s \cdot g$

Burada $V_b$ cismin batan hacmi, $d_s$ ise sıvının özkütlesidir.

Bir cismin sıvı içindeki durumu, cismin özkütlesi ($d_c$) ile sıvının özkütlesine ($d_s$) bağlıdır:

• ✅ Yüzer: $d_c < d_s$ ise cisim yüzer.
• ⚖️ Askıda Kalır: $d_c = d_s$ ise cisim sıvı içinde askıda kalır.
• ❌ Batar: $d_c > d_s$ ise cisim batar.

💡 Örnek: Demir bir gemi, şekli sayesinde hacmini büyüterek toplam özkütlesini suyun özkütlesinden küçük hale getirir. Bu nedenle suyun uyguladığı kaldırma kuvveti geminin ağırlığını dengeleyerek yüzmesini sağlar. Oysa küçük bir demir parçası aynı hacimde daha az suyu taşırdığı için batar.

💨 Gaz Basıncı ve Atmosfer Basıncı

Gazlar da tıpkı sıvılar gibi basınç uygular. Dünya'yı çevreleyen hava tabakasının (atmosfer) ağırlığından dolayı uyguladığı basınca atmosfer basıncı denir.

• 🗻 Yükseklik: Yükseklik arttıkça atmosfer basıncı azalır.
• 🌡️ Sıcaklık: Sıcaklık arttıkça gazlar genleşir ve basınç değişir.

💡 Örnek: Pipetle meyve suyu içerken, aslında pipetin içindeki havayı ağzımızla çekerek basıncı düşürürüz. Atmosfer basıncı, sıvıyı pipetten yukarı doğru iter ve böylece içebiliriz.