Question

Difficulty: MediumSıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet İlkesi

Bir kap içerisindeki dd özkütleli türdeş sıvıya bırakılan KK, LL ve MM cisimlerinin denge durumları şekildeki gibidir. KK cisminin hacminin %30\%30'u, LL cisminin ise hacminin %60\%60'ı sıvının dışında kalmaktadır. MM cismi ise sıvı içinde askıda kalmaktadır. Buna göre; KK, LL ve MM cisimlerinin özkütlelerini (dKd_K, dLd_L, dMd_M) büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

  1. 1M cisminin özkütlesi (dMd_M)
  2. 2K cisminin özkütlesi (dKd_K)
  3. 3L cisminin özkütlesi (dLd_L)

Answer

Cisimlerin özkütleleri arasındaki ilişki büyükten küçüğe doğru M, K, L şeklindedir.
Tamamen batan (askıda kalan) cismin özkütlesi sıvınınkine eşitken, yüzen cisimlerin batan hacim oranları özkütleleriyle doğru orantılıdır. Bu nedenle özkütlesi en büyük olan M, en küçük olan ise batan hacim oranı en düşük (%40) olan L cismidir.

Step-by-Step Solution

1
Yüzen ve askıda kalan cisimler için denge şartını yazınız.
Yüzen ve askıda kalan cisimlere etki eden kaldırma kuvveti ağırlıklarına eşittir (Fk=GF_k = G). Batan hacim oranı VbV=dcds\frac{V_b}{V} = \frac{d_c}{d_s} bağıntısıyla bulunur.
Cisimlerin özkütleleri ile sıvı içindeki konumları arasındaki matematiksel ilişkiyi kurmak için bu bağıntı gereklidir.
2
K, L ve M cisimlerinin sıvı içindeki batan hacim oranlarını belirleyiniz.
K cisminin %30'u dışarıda ise %70'i batmıştır (oran 0,7). L cisminin %60'ı dışarıda ise %40'ı batmıştır (oran 0,4). M cismi askıda kaldığı için tamamı batmıştır (oran 1,0).
Batan hacim oranları cisimlerin özkütlelerinin sıvının özkütlesine oranını verir.
3
Cisimlerin özkütlelerini hesaplayıp sıralayınız.
dM=dd_M = d, dK=0,7dd_K = 0,7d, dL=0,4dd_L = 0,4d olup büyükten küçüğe sıralama dM>dK>dLd_M > d_K > d_L şeklindedir.
Hesaplanan özkütle değerlerini karşılaştırarak doğru sıralamayı bulmak için.

Key Concept

Yüzen ve askıda kalan cisimlerde batan hacim oranının cisim ve sıvı özkütleleri arasındaki ilişkiyi belirlemesi.

Alternative Method

Cisimlerin batan hacim oranları doğrudan özkütleleriyle orantılıdır. Sıvı içindeki batan hacim oranları kıyaslanarak (M için %100, K için %70, L için %40) özkütleler doğrudan sıralanabilir.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question