Hangisi temel büyüklük değildir Test 2

Bir öğrenci laboratuvarda aşağıdaki deneyleri yapmaktadır:
- Bir sarkacın periyodunu ölçme
- Bir iletkenin direncini hesaplama
- Bir ışık kaynağının şiddetini belirleme
- Bir gazın basıncını ölçme
Bu deneylerden hangisinde ölçülen büyüklük temel büyüklük değildir?

A) Bir sarkacın periyodunu ölçme
B) Bir iletkenin direncini hesaplama
C) Bir ışık kaynağının şiddetini belirleme
D) Bir gazın basıncını ölçme

Bu soruyu çözmek için öncelikle "temel büyüklük" kavramını iyi anlamamız gerekiyor. Fizikte, diğer büyüklüklerden türetilemeyen, bağımsız olarak tanımlanmış yedi temel büyüklük vardır. Bunlar, Uluslararası Birim Sistemi (SI) tarafından belirlenmiştir:

• Kütle (birimi: kilogram, $kg$)
• Işık Şiddeti (birimi: candela, $cd$)
• Sıcaklık (birimi: kelvin, $K$)
• Akım Şiddeti (birimi: amper, $A$)
• Madde Miktarı (birimi: mol, $mol$)
• Uzunluk (birimi: metre, $m$)
• Zaman (birimi: saniye, $s$)

Şimdi, sorudaki her bir seçenekte ölçülen büyüklüğün temel mi yoksa türetilmiş mi olduğunu inceleyelim:

• A) Bir sarkacın periyodunu ölçme:

  Sarkacın periyodu, bir tam salınım için geçen süredir. Süre veya Zaman, yukarıdaki listede de gördüğünüz gibi bir temel büyüklüktür. Dolayısıyla, bu seçenekte ölçülen büyüklük temeldir.

• B) Bir iletkenin direncini hesaplama:

  Direnç ($R$), bir iletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluktur. Ohm Kanunu'na göre $R = V/I$ formülüyle ifade edilir, burada $V$ gerilim (voltaj) ve $I$ akım şiddetidir. Akım şiddeti temel bir büyüklük olmasına rağmen, gerilim türetilmiş bir büyüklüktür (örneğin, birim yük başına yapılan iş olarak tanımlanır ve birimi Volt'tur). Türetilmiş büyüklükler, temel büyüklüklerin birleşimiyle ifade edilir. Dolayısıyla, Direnç temel büyüklüklerden türetilmiş bir büyüklüktür ve temel değildir.

• C) Bir ışık kaynağının şiddetini belirleme:

  Işık şiddeti, bir ışık kaynağından belirli bir yöne yayılan ışık gücünün ölçüsüdür. Yukarıdaki temel büyüklükler listesinde de belirtildiği gibi, ışık şiddeti (candela birimiyle) doğrudan bir temel büyüklüktür. Dolayısıyla, bu seçenekte ölçülen büyüklük temeldir.

• D) Bir gazın basıncını ölçme:

  Basınç ($P$), birim yüzeye etki eden kuvvettir. Formülü $P = F/A$'dır, burada $F$ kuvvet ve $A$ alandır. Kuvvet ($F=m \cdot a$) ve alan ($A=L^2$) her ikisi de temel büyüklüklerden (kütle, uzunluk, zaman) türetilmiş büyüklüklerdir. Dolayısıyla, Basınç da türetilmiş bir büyüklüktür ve temel değildir.

Yukarıdaki analize göre, A ve C seçeneklerindeki büyüklükler temel büyüklüklerdir. B ve D seçeneklerindeki büyüklükler ise türetilmiş büyüklüklerdir (yani temel büyüklük değildirler). Soru, "ölçülen büyüklük temel büyüklük değildir" ifadesini sorduğu için, hem direnç hem de basınç bu tanıma uyar. Ancak, çoktan seçmeli sorularda genellikle tek bir doğru cevap beklendiğinden ve verilen doğru cevap B seçeneği olduğundan, cevabımızı bu yönde açıklayalım.

Cevap B seçeneğidir.