10. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları Sayfa 306 (MEB Yayınları)
4.8. Soru
Soru a) Basit sarkaçta ipin uzunluğu ve periyot arasındaki ilişkiyi açıklayınız.
Kısa Cevap: İpin uzunluğu arttıkça periyot artar.
Detaylı Cevap: Tablodaki verilere göre ip uzunluğu 10 cm’den 50 cm’ye çıktıkça periyot 0,6 saniyeden 1,34 saniyeye yükselmektedir. Bu durum, basit sarkaçta ipin uzunluğu ile periyot arasında doğru orantılı bir ilişki olduğunu gösterir. Yani sarkaç uzadıkça bir tam salınımı tamamlama süresi de artar.
Soru b) Sarkacın ucuna bağlanmış olan cismin kütlesinin periyoda etkisini açıklayınız.
Kısa Cevap: Kütle değişse de periyot değişmez.
Detaylı Cevap: Tabloda ip uzunluğu 40 cm sabit tutulduğunda, cismin kütlesi 50 g, 100 g, 150 g, 200 g ve 250 g olmasına rağmen periyot hep 1,2 saniye kalmıştır. Bu da basit sarkacın periyodunun kütleye bağlı olmadığını gösterir. Yani sarkacın ucundaki cisim ağır ya da hafif olsa da salınım süresi değişmez.
4.9. Soru
Soru: Video tamamlanma süresi ile kronometrenin ölçtüğü zaman değerlerinin birbirine eşit olması için nasıl çözümler üretilebilir? Açıklayınız.
Kısa Cevap: Yay sarkacının periyodu küçültülmeli ya da video süresi uzatılmalıdır.
Detaylı Cevap: Soruda, yay sarkacının kütlesi fotoselin önünden 1 saniyede bir geçmektedir. Video süresi 5 dakika, yani 300 saniye olduğuna göre kronometrenin de 300 saniyeyi göstermesi gerekir. Ancak kronometre yalnızca 4 dk 20 sn, yani 260 saniye göstermektedir. Bu durumda iki zaman arasında 40 saniyelik fark vardır.
Bu farkı gidermek için şu çözümler üretilebilir:
1. Yay sarkacının periyodu azaltılabilir.
Bunun için yayın sertliği artırılabilir ya da bağlı kütle azaltılabilir. Böylece kütle fotoselin önünden daha kısa aralıklarla geçer ve kronometre daha fazla süre ölçer.
2. Video süresi kısaltılabilir ya da kronometreye uygun hâle getirilebilir.
Eğer düzenek değiştirilmek istenmiyorsa video süresi 4 dakika 20 saniyeye ayarlanabilir.
3. Fotosel-kronometre sistemi yeniden kalibre edilebilir.
Ölçüm hatası varsa düzenek kontrol edilerek zaman sayımı doğru hâle getirilebilir.
Sonuç olarak en uygun fiziksel çözüm, yay sarkacının periyodunu küçültmek için kütleyi azaltmak veya yayın sertliğini artırmaktır.