9. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları – MEB Yayınları Sayfa 195
5. Çalışma Yaprağı
1. Silindir şeklindeki K borusunun kesit alanı 3A, L, M, N, R ve S silindirlerinin kesit alanları ise eşit olup A kadardır. L borusu K borusuna, M, N, R ve S boruları ise şekilde gösterildiği gibi L borusuna bağlıdır. Sürekli su akışı sağlandığına göre:
a- L, M, N, R ve S borularında akan suyun süratleri vL, vM, vN, vR ve vS arasındaki büyüklük ilişkisini gerekçesiyle yazınız.
Cevap: Boruların kesit alanları eşit olduğundan, içlerinden geçen suyun süratleri de birbirine eşit olur. Sürekli akış sağlandığı sürece suyun debisi korunur ve hızlar şu şekilde sıralanır:
vL = vM = vN = vR = vS
Bu durum, akışkanın süreklilik denklemi gereği dar kesitlerden geçen akışkanın hızının artmasını, geniş kesitlerde ise hızın sabit kalmasını sağlar.
b- K, L ve M borularının çeperlerine etki eden su basınçları PK, PL ve PM arasındaki büyüklük ilişkisini gerekçesiyle yazınız.
Cevap: Bernoulli İlkesine göre bir akışkanın hızı arttıkça basıncı azalır. K borusu L ve M borularına göre daha geniş kesit alanına sahip olduğu için akışkan burada daha yavaş hareket eder ve basınç daha yüksektir. L ve M borularında hız arttığı için basınç düşer. Bu nedenle basınç büyüklük sıralaması şu şekilde olur:
PK > PL = PM
Bu durum, K borusunda akış hızının düşük olması nedeniyle basıncın yüksek olduğunu, L ve M borularında ise hızın artmasıyla basıncın azaldığını gösterir.
2. Uçak kanatlarından farklı olarak yarış otomobillerine takılan kanatlarda, bombeli yüzey kanadın alt kısmında yer alır. Buna göre aşağıdaki ifadelerden doğru olanları işaretleyiniz. (Birden fazla seçenek işaretlenebilir.)
- ✓ Kanattaki basınç farkından dolayı yarış otomobilinde yere doğru bir kuvvet oluşur.
- ✓ Kanattaki basınç farkından kaynaklanan kuvvet, yüksek hızlarda aracın havalanmasını önler.
- ✓ Kanat, dönüşlerde ve hızlı manevralarda aracın kaymasını ve savrulmasını engeller.
- ✗ Kanat sayesinde aracın tekerleği ile yer arasındaki sürtünme kuvveti azalır.
- ✓ Kanat, fren mesafesini kısaltarak aracın güvenli ve etkili bir frenleme yapmasını sağlar.
Açıklama: Yarış otomobillerinde kullanılan kanatlar, aerodinamik prensiplere göre aracın yere daha fazla basılmasını sağlar. Kanadın bombeli yüzeyi alt tarafta olduğu için hava akışı burada hızlanır, basınç azalır ve üst kısımda basınç daha yüksek olur. Bu fark, otomobilin yere doğru bir kuvvetle bastırılmasını sağlar ve yol tutuşunu artırır.
Yüksek hızlarda bu kuvvet sayesinde aracın havalanması engellenirken, virajlarda daha iyi yol tutuşu sağlanarak savrulma önlenir. Ayrıca aracın fren performansı da artar, çünkü lastiklerin yola uyguladığı basınç artar ve frenleme daha verimli gerçekleşir.