Sıvıların kaldırma kuvveti ve Arşimet ilkesiyle ilgili fiziksel durumları inceleyen bir öğ… — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi)

Sıvıların kaldırma kuvveti ve Arşimet ilkesiyle ilgili fiziksel durumları inceleyen bir öğrenci, homojen cisimlerin sıvı içindeki denge durumları ile bu durumlara ait özkütle ve kuvvet ilişkilerini eşleştirmek istemektedir. Buna göre, sol sütunda verilen denge durumlarını, sağ sütundaki en uygun fiziksel açıklamalarla eşleştiriniz.

Sıvı yüzeyinde hacminin bir kısmı sıvı dışında kalacak şekilde dengede duran (yüzen) homojen cisimCismin özkütlesi sıvınınkinden küçüktür ( $d_{\text{cisim}} < d_{\text{sıvı}}$ ) ve cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir ( $F_K = G$ ).
Sıvı içinde hacminin tamamı sıvıya batmış durumda ve kabın tabanına temas etmeden dengede duran (askıda kalan) homojen cisimCismin özkütlesi sıvınınkine eşittir ( $d_{\text{cisim}} = d_{\text{sıvı}}$ ) ve cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir ( $F_K = G$ ).
Sıvı içinde kabın tabanına oturmuş ve kabın tabanından cisme yukarı yönlü dik bir tepki kuvveti uygulanacak şekilde dengede duran (batan) homojen cisimCismin özkütlesi sıvınınkinden büyüktür ( $d_{\text{cisim}} > d_{\text{sıvı}}$ ) ve cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçüktür ( $F_K < G$ ).

Answer

Sıvı yüzeyinde hacminin bir k��smı sıvı dışında kalacak şekilde dengede duran yüzen cisim durumu, cismin özkütlesinin sıvınınkinden küçük olması ve kaldırma kuvvetinin ağırlığa eşit olması durumuyla eşleşir. Sıvı içinde tamamen batmış ve tabana değmeden dengede duran askıda kalan cisim durumu, cismin özkütlesinin sıvınınkine eşit olması ve kaldırma kuvvetinin ağırlığa eşit olması durumuyla eşleşir. Sıvı içinde kabın tabanına oturup tepki kuvveti alan batan cisim durumu ise cismin özkütlesinin sıvınınkinden büyük olması ve kaldırma kuvvetinin ağırlıktan küçük olması durumuyla eşleşir.

Sıvı yüzeyinde yüzen homojen cisimlerin özkütlesi sıvınınkinden küçüktür ve kaldırma kuvveti ağırlıklarına eşittir. Askıda kalan cisimlerin özkütlesi sıvınınkine eşittir ve kaldırma kuvveti ağırlıklarına eşittir. Batan cisimlerin özkütlesi sıvınınkinden büyüktür ve taban tepki kuvveti nedeniyle kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçüktür. Bu eşleştirmeler Arşimet ilkesi ve Newton'ın hareket yasalarının durgun sıvılardaki doğrudan sonucudur.

Step-by-Step Solution

Yüzen cisim durumu için özkütle ve kuvvet dengesi şartlarını belirleyiniz.

Yüzen cisimler için cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden küçüktür (

d_{\text{cisim}} < d_{\text{sıvı}}

). Cisim düşey doğrultuda dengede olduğundan, yukarı yönlü kaldırma kuvveti aşağı yönlü ağırlık kuvvetini tam olarak dengeler (

F_K = G

Yüzme şartının temel mekaniğini uygulamak.

Askıda kalan cisim durumu için özkütle ve kuvvet dengesi şartlarını belirleyiniz.

Askıda kalan cisimler için cismin özkütlesi sıvının özkütlesine eşittir (

d_{\text{cisim}} = d_{\text{sıvı}}

). Cisim sıvı içinde tabana temas etmeden dengede durduğu için düşey doğrultuda etki eden tek kuvvetler kaldırma kuvveti ve ağırlıktır, bu nedenle kaldırma kuvveti ağırlığa eşittir (

F_K = G

Askıda kalma şartının temel mekaniğini uygulamak.

Batan cisim durumu için özkütle ve kuvvet dengesi şartlarını belirleyiniz.

Batan cisimler için cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden büyüktür (

d_{\text{cisim}} > d_{\text{sıvı}}

). Cisim kabın tabanına oturduğu için tabandan yukarı yönlü bir normal tepki kuvveti (

N > 0

) alır. Düşey dengede

F_K + N = G

eşitliği geçerlidir, bu durumda kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçüktür (

F_K < G

Batma durumundaki kuvvet dengesini ve yüzey tepki kuvvetinin etkisini analiz etmek.

Key Concept

Sıvı içerisindeki homojen cisimlerin denge durumlarını belirleyen temel unsur özkütle farkıdır. Cismin sıvı içindeki düşey dengesi kurulurken, cismin tabandan tepki kuvveti alıp almadığına bakılarak kaldırma kuvveti ve ağırlık arasındaki ilişki bulunur.

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic