Fizik laboratuvarı
Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.
11 bölüm · ~18 dk · 17 etkileşim
Madde ve Özellikleri, 9. sınıf fizik müfredatının ikinci ünitesidir. Kütlesi ve hacmi olan her şey maddedir. Bu ünitede maddenin kütle, hacim ve özkütle gibi ölçülebilir özellikleri, maddeleri birbirinden ayırt etmeye yarayan ayırt edici özellikler, dayanıklılık, yapışma ve birbirini tutma ile esneklik incelenir.
TYT'de bu konudan genellikle 1 soru gelir. Soruların büyük kısmı özkütle üzerinedir: kütle-hacim tablosu ya da grafiği yorumlama, karışımın özkütlesini bulma, taşırma kabı ve dereceli silindir soruları. Özkütle ayrıca basınç ve kaldırma kuvveti konularında da temel araç olduğu için bu konuyu iyi öğrenmek, fiziğin başka bölümlerinde de işini kolaylaştırır.
1Kütle ve ağırlık: Ay'a gidince ne değişir?
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
Bir astronotu Ay'a gönderdiğini düşün. Vücudundaki madde miktarı aynıdır ama onu yere çeken kuvvet azalmıştır. İşte kütle ile ağırlığın farkı budur.
| Kütle (m) | Ağırlık (G) | |
|---|---|---|
| Tanım | Madde miktarının ölçüsü | Kütleye etki eden çekim kuvveti: G = m · g |
| Büyüklük türü | Skaler | Vektörel |
| Birim | Kilogram (kg) | Newton (N) |
| Ölçüm aracı | Eşit kollu terazi | Dinamometre |
| Yere göre | Değişmez | Değişir |
TYT'de g = 10 N/kg alınır. Ay'da çekim ivmesi daha küçük olduğu için aynı cismin ağırlığı azalır ama kütlesi aynı kalır.
Ay'a götürülen cismin kütlesi azalır.
Ağırlık vektörel bir büyüklüktür ve dinamometre ile ölçülür.
Kütlenin birimi newtondur.
2Hacim ve dereceli silindir
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Hacim (V), maddenin uzayda kapladığı yerdir. SI birimi m³'tür; günlük hayatta litre (L) ve mililitre (mL) kullanılır: 1 L = 1 dm³ = 1000 cm³, 1 mL = 1 cm³. Düzgün şekilli katıların hacmi boyutlarından hesaplanır; düzgün olmayan katıların hacmi dereceli silindirde ya da taşırma kabında, yer değiştiren sıvının hacminden bulunur.
İçinde 60 mL su bulunan bir dereceli silindire 75 g kütleli bir taş bırakılıyor ve su seviyesi 85 mL'ye yükseliyor. Taşın özkütlesi nedir?
3Özkütle: maddenin kimlik kartı
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Özkütle (d), birim hacimdeki madde miktarıdır. Aynı sıcaklık ve basınçta saf maddeler için ayırt edicidir.
Kütle-hacim grafiğinde doğrunun eğimi özkütleyi verir; eğimi büyük olan maddenin özkütlesi büyüktür. Saf bir maddenin yarısını kessen de özkütlesi değişmez; kütle ve hacim birlikte yarıya iner.
Kütlesi 540 g, hacmi 200 cm³ olan bir metal parçanın özkütlesi kaç g/cm³ ve kaç kg/m³'tür?
Aynı sıcaklıktaki K, L ve M katı cisimlerinin kütle ve hacimleri şöyledir:
K: 40 g, 20 cm³
L: 60 g, 20 cm³
M: 90 g, 45 cm³
Buna göre hangi iki cisim aynı maddeden yapılmış olabilir?
4Ayırt edici özellikler
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Bir maddeyi diğerlerinden ayıran özellik, madde miktarına bağlı olmamalıdır.
| Ayırt edici | Ayırt edici değil |
|---|---|
| Özkütle, erime ve kaynama noktası, öz ısı, genleşme katsayısı, çözünürlük | Kütle, hacim, sıcaklık, uzunluk, şekil |
5Karışımın özkütlesi
Arada küçük sorular var, atlamadan çöz.
Karışımın özkütlesi her zaman iki sıvının özkütleleri arasında bir değerdir.
Birbiriyle karışabilen iki sıvıdan, özkütlesi 2 g/cm³ olandan 100 cm³ ve özkütlesi 1 g/cm³ olandan 300 cm³ alınarak karıştırılıyor. Karışımın özkütlesi kaçtır?
Örnek 4 (Eşit kütlelerde karışım): Özkütleleri 2 g/cm³ ve 3 g/cm³ olan iki sıvının her birinden 120 g alınıp karıştırılıyor. Karışımın özkütlesi kaçtır? Çözüm: Hacimler: V₁ = 120 / 2 = 60 cm³, V₂ = 120 / 3 = 40 cm³. d = (120 + 120) / (60 + 40) = 240 / 100 = 2,4 g/cm³. Kontrol: 2 · 2 · 3 / (2 + 3) = 12 / 5 = 2,4 g/cm³. Eşit kütlede karışımın özkütlesi, özkütlesi küçük olan sıvıya daha yakındır.
6Dayanıklılık: karınca neden bu kadar güçlü?
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 5 bölüm kaldı.
Dayanıklılık, bir yapının kendi ağırlığına ya da dış kuvvetlere karşı koyabilme yeteneğidir. Aynı maddeden yapılmış benzer cisimlerde dayanıklılık, kesit alanı / hacim oranıyla orantılıdır. Kenarı a olan bir küp için bu oran a² / a³ = 1 / a olur; yani boyut büyüdükçe dayanıklılık azalır. Bu yüzden karınca kendi ağırlığının kat kat fazlasını taşıyabilirken dev yapılar daha kalın taşıyıcılara ihtiyaç duyar.
Aynı maddeden yapılmış, kenar uzunlukları 1 cm ve 4 cm olan iki küpün dayanıklılıklarını karşılaştırınız.
7Yapışma, birbirini tutma ve kılcallık
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Moleküller birbirini çeker; bu çekimin hangi moleküller arasında olduğu, damlanın şeklinden bitkinin su taşımasına kadar pek çok şeyi belirler.
İnce bir cam boru, içinde su bulunan bir kaba dik olarak daldırıldığında borudaki su seviyesinin kaptaki su seviyesinden yüksek olduğu görülüyor.
Bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
8Esneklik
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Esneklik, kuvvet etkisiyle şekli değişen bir cismin, kuvvet kalkınca eski şekline dönebilmesidir. Yay, lastik ve çelik esnektir; hamur ve kurşun ise esnek değildir (plastiktir). Esneklik sınırı aşılmadıkça yaydaki uzama, uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır: F = k · x. Burada k yay sabiti, x uzama miktarıdır.
Bir yay 20 N'luk kuvvetle 4 cm uzuyor. Esneklik sınırı aşılmadığına göre 35 N'luk kuvvetle kaç cm uzar?
9Sık yapılan hatalar
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Aşağıdaki yargılar öğrencilerin en sık düştüğü yanılgılardan derlendi. Doğru mu, yanlış mı?
Özkütle kütleye bağlıdır.
Karışımın özkütlesi her zaman özkütlelerin aritmetik ortalamasıdır.
g/cm³ ile kg/m³ arasında 1000 kat vardır.
Dereceli silindirde son okunan değer cismin hacmidir.
Aynı maddeden yapılmış benzer yapılarda büyük olan daha dayanıklıdır.
10ÖSYM'de nasıl soruluyor
Arada küçük sorular var, atlamadan çöz.
- Tablo veya grafik yorumlama: Birkaç cismin kütle ve hacim değerleri verilir; özkütleler hesaplanıp hangilerinin aynı maddeden olabileceği sorulur. Kütle-hacim grafiğinde eğimler karşılaştırılır.
- Karışım soruları: İki sıvının karışımının özkütlesi ya da istenen özkütleyi elde etmek için gereken miktar sorulur.
- Taşırma kabı ve dereceli silindir: Cismin hacmi, taşan ya da yükselen sıvının hacminden bulunur; ardından özkütle veya taşan sıvının kütlesi hesaplanır.
- Kavram soruları: Ayırt edici özellikler, dayanıklılık, yüzey gerilimi ve kılcallık örnekleri I, II, III öncüllü yapıda sorulur.
Özkütlesi 5 g/cm³ olan 150 g kütleli bir metal parça, ağzına kadar suyla dolu bir kaba yavaşça bırakılıyor ve tamamen batıyor.
Suyun özkütlesi 1 g/cm³ olduğuna göre kaptan taşan suyun kütlesi kaç gramdır?
11Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
d = ; 1 g/cm³ = ; suyun özkütlesi . Kütle skaler ve yerden bağımsız; ağırlık G = , vektörel ve yere bağlı. Özkütle, erime-kaynama noktası ve öz ısı ; kütle ve hacim değildir. Karışım: d = ; eşit hacimde . Kütle-hacim grafiğinde özkütleyi verir. Dayanıklılık ∝ ; küpte . Yapışma > birbirini tutma ise sıvı ince boruda ; tersi ise . Esneklik sınırında F = .