Bir öğrenci, elindeki üç farklı cismi (taş, tahta parçası, plastik top) aynı büyüklükteki bir kaba su doldurarak suya bırakıyor. Gözlemleri sonucunda taşın battığını, tahta parçasının yüzdüğünü ve plastik topun ise suyun ortasında askıda kaldığını not ediyor.
Bu deney sonucuna göre, cisimlerin yoğunlukları ile ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisi kesinlikle doğrudur?
A) Tahta parçasının yoğunluğu, taşın yoğunluğundan fazladır.
B) Plastik topun yoğunluğu, suyun yoğunluğundan küçüktür.
C) Taşın yoğunluğu, suyun yoğunluğundan büyüktür.
D) Suyun yoğunluğu, tahta parçasının yoğunluğundan küçüktür.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu çözmek için, cisimlerin yoğunlukları ile sıvıların yoğunlukları arasındaki ilişkiyi çok iyi anlamamız gerekiyor. Bir cismin suda batması, yüzmesi veya askıda kalması, tamamen bu yoğunluk farkına bağlıdır. Hadi adım adım inceleyelim:
- Yoğunluk Nedir ve Nasıl Davranır?
Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir. Yani, aynı büyüklükteki iki maddeden hangisi daha ağırsa, onun yoğunluğu daha fazladır diyebiliriz. Bir cismi suya bıraktığımızda:
- Eğer cismin yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyükse ($d_{cisim} > d_{su}$), cisim batar.
- Eğer cismin yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçükse ($d_{cisim} < d_{su}$), cisim yüzer.
- Eğer cismin yoğunluğu suyun yoğunluğuna eşitse ($d_{cisim} = d_{su}$), cisim suyun içinde askıda kalır (yani ne batar ne de yüzeyde kalır, ortada dengede durur).
- Deney Gözlemlerini Yorumlayalım:
Şimdi öğrencinin gözlemlerini bu bilgiler ışığında değerlendirelim:
- Taşın battığı: Bu durum bize taşın yoğunluğunun suyun yoğunluğundan daha büyük olduğunu gösterir. Yani, $d_{taş} > d_{su}$.
- Tahta parçasının yüzdüğü: Bu durum bize tahta parçasının yoğunluğunun suyun yoğunluğundan daha küçük olduğunu gösterir. Yani, $d_{tahta} < d_{su}$.
- Plastik topun suyun ortasında askıda kaldığı: Bu durum bize plastik topun yoğunluğunun suyun yoğunluğuna eşit olduğunu gösterir. Yani, $d_{plastik} = d_{su}$.
- Seçenekleri Değerlendirelim:
Elde ettiğimiz bu bilgilerle şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Tahta parçasının yoğunluğu, taşın yoğunluğundan fazladır.
Biz biliyoruz ki $d_{tahta} < d_{su}$ ve $d_{taş} > d_{su}$. Bu durumda tahta parçasının yoğunluğu, suyun yoğunluğundan küçükken, taşın yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyüktür. Yani $d_{tahta}$ kesinlikle $d_{taş}$'tan küçüktür. Bu ifade yanlıştır.
- B) Plastik topun yoğunluğu, suyun yoğunluğundan küçüktür.
Plastik top suyun ortasında askıda kaldığına göre, yoğunluğu suyun yoğunluğuna eşittir ($d_{plastik} = d_{su}$). Bu ifade yanlıştır.
- C) Taşın yoğunluğu, suyun yoğunluğundan büyüktür.
Taş suya bırakıldığında battığına göre, bu tanıma göre taşın yoğunluğu suyun yoğunluğundan kesinlikle büyüktür ($d_{taş} > d_{su}$). Bu ifade doğrudur.
- D) Suyun yoğunluğu, tahta parçasının yoğunluğundan küçüktür.
Tahta parçası suyun üzerinde yüzdüğüne göre, tahta parçasının yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçüktür ($d_{tahta} < d_{su}$). Bu da demektir ki suyun yoğunluğu, tahta parçasının yoğunluğundan büyüktür ($d_{su} > d_{tahta}$). Seçenekteki ifade bunun tam tersini söylüyor. Bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, sadece C seçeneğindeki ifadenin kesinlikle doğru olduğunu görüyoruz.
Cevap C seçeneğidir.
