9. Sınıf Fizik Kütle Hacim Özkütle Soruları (Çözümlü)

9. sınıf lise eğitiminin olduğu gibi fizik dersinin de giriş seviyesidir. Bu yıllarda öğrendiğiniz konuları bol soruyla tekrar ederseniz daha sonraki yıllarda da çok sıkıntı yaşamazsınız. Bu yazıda 9 sınıf fizik müfredatında karşımıza çıkan kütle hacim ve özkütle kavramları ile ilgili soruları çözümlü bir şekilde sunacağız.

Sorulara geçmeden önce kütle hacim ve özkütle nelerdir onu öğrenip aralarındaki temel bağıntıyı verelim.

• Kütle: Madde miktarına denir. SI birim sisteminde birimi kg (kilogram) şeklindedir ev m harfiyle gösterilir.
• Hacim: Maddenin kapladığı alandır. Birimi m³ (metreküp) şeklindedir. Fizikte V harfiyle gösterilir.
• Özkütle: Maddenin yoğunluğunun ölçüsüdür. Hacmin düşük olması ve kütlenin fazla olması maddenin yoğun olması manasına gelir. Fizikte d harfiyle gösterilir. Birimi kg/m³ şeklinde olmaktadır.

Madde ve özellikleri konusunda kullanacağımız temel bağıntı d = m/V şeklindedir. Bu formülden m = d.V veya V = m/d formülleri de elde edilebilir.

9. Sınıf Madde ve Özellikleri Çözümlü Sorular

Önce kısa özkütle soruları çözelim. Ardından biraz daha farklı soru tipleri görmeye çalışırız.

Soru #1: Bir maddenin kütlesi 24 kg ve hacmi 0,5 m³ şeklindedir. Buna göre bu maddenin özkütlesi kaç kg/m³ olur?

A) 12

B) 18

C) 24

D) 32

E) 48

Çözüm: Soruda kg ve m³ verilmiş. Bu nedenle doğrudan bölme işlemi yapabiliriz. d = m/V ⇒ d = 24/0,5 = 48 kg/m³ bulunur. Cevap E seçeneğidir.

Soru #2: Bir sıvının kütlesi 3 kg ve hacmi de 2 litre şeklinde ölçülmüştür. Buna göre bu sıvının yoğunluğu kaç kg/L şeklindedir?

A) 0,5

B) 1

C) 1,5

D) 2

E) 2,5

Çözüm: Çok basit bir özkütle sorusudur. Doğrudan kütleyi hacme bölebiliriz. Aynı cinsten istediği için birim dönüşümü yapmaya gerek yoktur. 3 / 2 = 1,5 kg/L bulunur. Cevap C seçeneğidir.

Soru #3: Birbirinden farklı iki sıvının özkütlesi d₁ = d ve d₂ = 4d şeklinde verilmiştir. Bu her iki sıvıdan belirli miktarlarda alınarak bir homojen karışım elde edilmektedir. Buna göre karışımın özkütlesi aşağıdakilerden hangisi olamaz?

A) d

B) 2d

C) 5d/2

D) 3d

E) 7d/2

Çözüm: Karışımda her iki sıvıdan da olduğuna göre karşımın özkütlesi bu iki karışımın özkütleleri arasında bir değere sahip olmalıdır. Dolayısıyla karışımın özkütlesine x dersek d < x < 4d olacaktır. Buna göre x = d olamaz. Cevap A seçeneğidir. Diğer seçeneklerdeki değerler d ile 4d arasındadır.

Soru #4: Özkütleleri sırasıyla 3d ve 6d olan iki sıvıdan eşit hacimde alınarak homojen bir karışım oluşturulmaktadır. Buna göre karışımın özlütlesi kaç d olur?

A) 3

B) 7/2

C) 4

D) 9/2

E) 5

Çözüm: Eğer sıvılar eşit hacimde alınmışsa karışımın özkütlesi her iki sıvının özkütlesinin tam ortasında yani aritmetik ortalaması olur. Buna göre karışımın özkütlesi (d₁ + d₂)/2 ile bulunur.  Bu durumda cevap (3d + 6d)/2 = 9d/2 olur. Doğru yanıt D seçeneğidir.

Soru #5: Özkütleleri sırasıyla 4d ve 6d olan iki sıvıdan eşit kütlede alınarak bir karışım hazırlanıyor. Karışımın özkütlesi kaç d olur?

A) 4

B) 24/5

C) 18/7

D) 5

E) 16/5

Çözüm: Eşit kütlede alındığında özkütlesi düşük olandan daha fazla girmiş olacaktır. Bu nedenle yeni özkütle düşük olana daha yakın olacaktır. Bu tür sorularda harmonik ortalama kullanırız. Bu da 2.d₁.d₂/(d₁ + d₂) ile bulunur. Öyleyse 2.4.6/(4 + 6) = 48/10 = 24/5 d bulunacaktır. Cevap B seçeneğidir.

İlgili yazı: Fizik bilimine giriş 9. sınıf soruları ve cevapları

Soru #6: Yoğunlukları sırasıyla 2d, 3d ve 4d olan sıvılardan sırasıyla V, 2V ve 3V hacimlerden alınarak homojen bir karışım oluşturulmaktadır. Buna göre karışımın özkütlesi kaç d olur?

A) 5/4

B) 5/3

C) 10/3

D) 3

E) 7/2

Çözüm: Temel formülü hatırlayalım. Özkütle kütlenin hacme bölünmesiyle elde edilmektedir. Üç sıvı karıştığına göre toplam kütleyi toplam hacme bölmemiz gerekir. Toplam hacmi V + 2V + 3V = 6V şeklinde biliyoruz zaten.

Toplam kütleyi bulmak için ise her bir sıvının hacmi ile özkütlesini çarpmamız gerekir. Öyleyse V.2d + 2V.3d + 3V.4d = 20d.V toplam kütle bulunacaktır. Bunu 6V’ye bölersek V’ler birnini götürür ve 20/6 = 10/3 d bulunur. Cevap C seçeneğidir.

Soru #7: Ayrıt uzunlukları sırasıyla 100 cm, 80 cm ve 30 cm olan dkdörtgenler prizması şeklindeki özdeş bir cismin kütlesi 120 kg gelmektedir. Buna göre bu cismin özkütlesi kaç kg/m³ bulunur?

A) 120

B) 200

C) 320

D) 420

E) 500

Çözüm: Kütleyi biliyoruz zaten. Hacmi bulmak için ise dikdörtgenler prizmasının hacim formülünü kullanacağız. Buna göre üç ayrıtın uzunluğunu çarpmak yeterli olacaktır. Soruda bizden m3 istendiğine göre ayrıt uzunluklarını metreye çevirebiliriz. Bu durumda 1, 0.8 ve 0.3 bulunacaktır. Üçünü çarparsak eğer 0,24 m³ bulunur.

Formülü uygularsak 120/0,24 = 500 kg/m³ elde edilir. Cevap E seçeneğidir.

Soru #8: Bir maddenin hacmi değiştirilmeden kütlesi iki katına çıkarsa yoğunluğu nasıl değişir?

A) 2 katına çıkar

B) Değişmez

C) Yarıya iner

D) 5 katına çıkar

E) Yorum yapılamaz

Çözüm: Aynı hacimde daha fazla kütle daha yoğun bir madde demektir. Yoğunluk kütleyle orantılı olduğu için o da 2 katına çıkar. Cevap A seçeneğidir.

Soru #9: Aşağıda kütle ve hacimleri grafik üzerinde gösterilen K, L ve M maddelerinin özkütleleri de sırasıyla d_K, d_L ve d_M olmaktadır. Buna göre bu maddelerin özkütleleri arasındaki ilişki nasıl olur?

A) d_K = d_L = d_M

B) d_K > d_L > d_M

C) d_L > d_M > d_K

D) d_M > d_L > d_K

E) d_K = d_M > d_L

Çözüm: Kütlenin büyük olması ve hacmin küçük olması özkütleyi arttıran bir faktördür. Buna göre kütle hacim eğrisi dikleştikçe özkütle de artacaktır. Öyleyse en büyük özkütle K’nin ve en küçük özkütle de M’nin olacaktır. Cevap B seçeneğidir.