Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlarla Gerçek Hayat Durumlarını Modelleme
Üstel büyüme (nüfus artışı, bakteri çoğalması, bileşik faiz) ve üstel azalma (radyoaktif yarılanma) süreçlerini modeller. · Deprem büyüklüğü (Richter), asitlik derecesi (pH) ve ses düzeyi (desibel) gibi nicelikleri logaritmik fonksiyonlarla hesaplar. · Üstel bir modelde bilinmeyen zaman (t) değişkenini logaritma alma işlemiyle çözer.
- Radyoaktif yarılanma modelinde kalan kütle M(t) = M0 . (12)tT, bakteri bölünmesinde N(t) = N0 . 2tT bağıntısıyla bulunur.
- Richter ölçeğinde M = log(II0) olup büyüklük 1 birim artarsa deprem yoğunluğu 10 katına çıkar (I1I2 = 10M1-M2).
- Kimyada pH = -log[H+] ([H+] = 10-pH) ve ses düzeyinde L = 10 . log(II0) desibel (dB) bağıntıları kullanılır.
Gerçek hayat durumlarını modelleyen matematiksel bağıntıları eşleştiriniz.
Üstel ve logaritmik modellerle ilgili ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.
| D | Y | |
| N(t) = N0 . ek.t modelinde k > 0 ise üstel büyüme, k < 0 ise üstel azalma gerçekleşir. | ✓ | |
| Radyoaktif bir maddenin tamamı 2 yarı ömür süresi sonunda tamamen yok olur (0 grama düşer). | ✓ | |
| Bir çözeltide hidrojen iyonu derişimi [H+] arttıkça pH değeri küçülür ve asitlik artar. | ✓ | |
| İşitme eşiğindeki (I = I0) bir sesin desibel ölçeğindeki düzeyi 0 dB'dir. | ✓ |
Görseldeki Richter ölçeğine göre büyüklüğü 7,2 olan bir depremin sarsıntı yoğunluğu, büyüklüğü 5,2 olan depremin kaç katıdır?
- A100
- B2
- C20
- D1000
Nüfusu P(t) = P0 . e0,05.t ile modellenen bir şehrin nüfusu kaç yıl sonra başlangıç nüfusunun 3 katına çıkar?
Görseldeki ses düzeyi bağıntısına göre tek bir makinenin ses düzeyi 60 dB iken özdeş 100 makine birlikte çalıştığında kaç dB olur?
- A80 dB
- B62 dB
- C160 dB
- D600 dB
Üstel ve logaritmik modellere göre verilen gerçek hayat problemlerinin sonuçlarını tabloya yazınız.
| Problem Durumu | Verilen Değerler | Hesaplanan Sonuç |
|---|---|---|
| Bakteri Çoğalması | N0 = 500, her 30 dk'da 2 kat, t = 2 saat | 500 . 24 = 8000 bakteri |
| Radyoaktif Yarılanma | M0 = 160 g, yarı ömür T = 15 yıl, t = 45 yıl | 160 . (12)3 = 20 g kalır |
| Çözelti pH Hesabı | [H+] = 10-4 mol/L | pH = -log(10-4) = 4 |
| Ses Düzeyi (Desibel) | I = 10-5 W/m2, I0 = 10-12 W/m2 | L = 10 . log(107) = 70 dB |
Görseldeki Karbon-14 (yarı ömrü T = 5730 yıl) yaş tayini probleminin çözüm adımlarını sırasına diziniz.
- 4t5730 = 2 denkleminden fosil yaşını t = 11.460 yıl olarak bulma
- 1M(t) = M0 . (12)tT yarılanma bağıntısını yazma
- 3(12)2 = (12)t5730 eşitliğinden üsleri birbirine eşitleme
- 2Kalan C-14 oranı %25 olduğundan M(t)M0 = 14 değerini yerine koyma
İpuçlarına karşılık gelen kavramları yazarak anahtar kelimeyi bulunuz.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: LLÜ
Hidrojen iyonu derişimi [H+] = 2 . 10-4 mol/L olan limon suyunun pH değerini hesaplayınız. (log 2 = 0,3 alınız.)
Cümlelerdeki boşlukları kutudaki kavramlarla tamamlayınız.
- Radyoaktif bir elementin kütlesinin yarıya inmesi için geçen süreye yarı ömür denir.
- 25 °C sıcaklıkta pH değeri 7'den küçük olan sulu çözeltiler asidik özellik gösterir.
- e tabanlı üstel bir denklemde üsteki zamanı bulmak için eşitliğin doğal logaritması (ln) alınır.
Logaritmik ölçeklerdeki değişimleri karşılık gelen kat oranlarıyla eşleştiriniz.
Logaritmik hesaplamalarla ilgili ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.
| D | Y | |
| pH = 5 olan kahvenin [H+] derişimi, pH = 8 olan deniz suyunun 1000 katıdır. | ✓ | |
| Richter ölçeğine göre 8 büyüklüğündeki deprem, 4 büyüklüğündeki depremden 2 kat şiddetlidir. | ✓ | |
| Başlangıçta 96 g olan radyoaktif izotop 24 günde 6 g'a düşüyorsa yarı ömrü 6 gündür. | ✓ | |
| Bileşik faiz hesaplamalarında anapara zamanla doğrusal değil üstel olarak büyür. | ✓ |