6. sınıf Fen Bilimleri akustik nedir? Test 1

Bir öğrenci laboratuvarda farklı sıcaklıklardaki gaz ortamlarda ses hızını ölçmektedir. Havanın sıcaklığı 0°C'den 20°C'ye çıktığında ses hızındaki değişim için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Yaklaşık %3 artar
B) Yaklaşık %3 azalır
C) Değişmez
D) İlk önce artar sonra azalır

Bu soruda, havadaki ses hızının sıcaklıkla nasıl değiştiğini ve belirli bir sıcaklık aralığındaki yüzde değişimini hesaplayacağız. Ses hızı, ortamın sıcaklığına bağlıdır ve sıcaklık arttıkça ses hızı da artar.

• Adım 1: Ses Hızının Sıcaklıkla İlişkisini Anlayalım

Havadaki ses hızı, sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişir. Genellikle, havadaki ses hızı için yaklaşık bir formül kullanılır: $v \approx 331.5 + 0.6T$, burada $v$ ses hızı (m/s cinsinden) ve $T$ hava sıcaklığıdır (Celsius cinsinden).

• Adım 2: Başlangıç Sıcaklığındaki Ses Hızını Hesaplayalım ($0^\circ C$)

Sıcaklık $T = 0^\circ C$ iken ses hızını hesaplayalım:

$v_0 = 331.5 + (0.6 \times 0)$

$v_0 = 331.5$ m/s

• Adım 3: Son Sıcaklıktaki Ses Hızını Hesaplayalım ($20^\circ C$)

Sıcaklık $T = 20^\circ C$ iken ses hızını hesaplayalım:

$v_{20} = 331.5 + (0.6 \times 20)$

$v_{20} = 331.5 + 12$

$v_{20} = 343.5$ m/s

• Adım 4: Ses Hızındaki Değişimi Hesaplayalım

Ses hızındaki değişim, son hızdan ilk hızı çıkararak bulunur:

$\Delta v = v_{20} - v_0$

$\Delta v = 343.5 - 331.5$

$\Delta v = 12$ m/s

Gördüğümüz gibi, sıcaklık arttıkça ses hızı da artmıştır.

• Adım 5: Yüzde Değişimi Hesaplayalım

Yüzde değişimi bulmak için, değişimi başlangıç hızına bölüp 100 ile çarparız:

Yüzde Değişim $= rac{\Delta v}{v_0} \times 100\%$

Yüzde Değişim $= rac{12}{331.5} \times 100\%$

Yüzde Değişim $\approx 0.03619 \times 100\%$

Yüzde Değişim $\approx 3.62\%$

• Adım 6: Sonucu Yorumlayalım

Hesapladığımız yüzde değişim yaklaşık olarak %3.62'dir. Bu değer, seçeneklerdeki "%3 artar" ifadesine oldukça yakındır ve sıcaklık arttığı için hızın da arttığını göstermektedir.

Cevap A seçeneğidir.