6. sınıf Fen Bilimleri yoğunluk deneyi nasıl yapılır? Test 1

Bir öğrenci yoğunluk deneyi yapmak için eşit kütlede alüminyum, demir, bakır ve kurşun küpleri kullanıyor. Küpleri su dolu dereceli silindire attığında hangi metalin su seviyesinde en az yükselmeye neden olması beklenir?

A) Alüminyum
B) Demir
C) Bakır
D) Kurşun

Bu soruyu çözmek için yoğunluk kavramını ve suyun yer değiştirmesi prensibini iyi anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:

• Su Seviyesindeki Yükselme ve Hacim İlişkisi: Bir cisim suya batırıldığında, kendi hacmi kadar suyu yer değiştirir. Bu yer değiştiren suyun hacmi, dereceli silindirdeki su seviyesinin yükselmesine neden olur. Dolayısıyla, su seviyesinde en az yükselme olması demek, suya atılan cismin hacminin en küçük olması demektir.
• Yoğunluk, Kütle ve Hacim İlişkisi: Yoğunluk ($rho$), bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir. Matematiksel olarak şu formülle ifade edilir:

  $rho = frac{m}{V}$

  Burada $m$ kütleyi, $V$ ise hacmi temsil eder. Bu formülü hacmi bulmak için yeniden düzenlersek:

  $V = frac{m}{rho}$

• Sorudaki "Eşit Kütle" Koşulunu Anlamak: Soruda, tüm metal küplerin eşit kütlede olduğu belirtilmiştir. Bu, $m$ değerinin tüm metaller için aynı olduğu anlamına gelir.
• En Küçük Hacmi Bulmak: Formülümüz $V = frac{m}{rho}$ idi. Kütle ($m$) sabit olduğuna göre, hacmin ($V$) en küçük olması için yoğunluğun ($rho$) en büyük olması gerekir. Yani, eşit kütledeki maddelerden en yoğun olanı, en küçük hacme sahip olacaktır.
• Metalleri Yoğunluklarına Göre Karşılaştırma: Şimdi verilen metallerin yaklaşık yoğunluklarına (oda sıcaklığında) bakalım:
  • Alüminyum: Yaklaşık $2.7 \text{ g/cm}^3$
  • Demir: Yaklaşık $7.9 \text{ g/cm}^3$
  • Bakır: Yaklaşık $8.96 \text{ g/cm}^3$
  • Kurşun: Yaklaşık $11.34 \text{ g/cm}^3$
  Bu değerlere baktığımızda, kurşunun diğer metallere göre en yüksek yoğunluğa sahip olduğunu görürüz.
• Sonuç: Eşit kütlede olduklarında, en yüksek yoğunluğa sahip olan kurşun küpü, diğer küplere göre en küçük hacme sahip olacaktır. En küçük hacme sahip olduğu için de suya atıldığında en az suyu yer değiştirecek ve dereceli silindirdeki su seviyesinde en az yükselmeye neden olacaktır.

Cevap D seçeneğidir.