Question

Difficulty: MediumKatı Basıncı ve Basınç Kuvveti

Bir öğrenci, yatay doğrultuda başparmağı ile işaret parmağı arasına sıkıştırdığı metal bir raptiyeyi şekildeki gibi dengede tutmaktadır. Raptiyenin başparmakla temas eden geniş baş kısmının yüzey alanı S1S_1, işaret parmağıyla temas eden sivri ucunun yüzey alanı S2S_2 olup S1>S2S_1 > S_2'dir. Başparmağın raptiyeye uyguladığı kuvvetin büyüklüğü F1F_1, işaret parmağının raptiyeye uyguladığı kuvvetin büyüklüğü F2F_2; başparmakta oluşan katı basıncı P1P_1, işaret parmağında oluşan katı basıncı P2P_2'dir.

Buna göre;

I. İşaret parmağına etki eden katı basınç kuvvetinin büyüklüğü, başparmağa etki eden katı basınç kuvvetinin büyüklüğüne eşittir (F1=F2F_1 = F_2).
II. İşaret parmağında hissedilen acının başparmağa göre daha fazla olmasının nedeni, sivri uçtaki katı basıncının daha büyük olmasıdır (P2>P1P_2 > P_1).
III. Katı cisimler, üzerlerine uygulanan basıncı doğrultusunu ve yönünü değiştirmeden aynen iletirler.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IIAnswer
  4. D
    I ve III
  5. E
    I, II ve III

Answer

Dengede olan raptiyede kuvvet büyüklükleri eşit olup sivri uçta yüzey alanı küçük olduğundan basınç daha büyüktür ve katılar basıncı değil kuvveti iletir; bu nedenle I ve II ifadeleri doğrudur.
Raptiye dengede olduğundan parmakların uyguladığı kuvvet büyüklükleri eşittir. Katı basıncı yüzey alanı ile ters orantılı olduğundan sivri ucun temas ettiği işaret parmağında oluşan basınç daha büyüktür ve bu durum acıya neden olur. Katılar basıncı değil, kuvveti aynen iletirler; bu yüzden doğru olan öncüller birinci ve ikinci öncüllerdir.

Step-by-Step Solution

1
Raptiyenin yatay dengesi incelenerek parmakların uyguladığı basınç kuvvetleri karşılaştırılır.
F1=F2F_1 = F_2 olduğu belirlenir.
Raptiye yatay doğrultuda dengede olduğundan net kuvvet sıfır olmalıdır. Katı cisimler kendilerine uygulanan kuvveti doğrultu ve büyüklük olarak aynen ilettikleri için başparmak ile işaret parmağının uyguladığı basınç kuvvetleri eşit büyüklüktedir.
2
Katı basıncı formülü (P=F/SP = F/S) kullanılarak temas yüzeylerindeki basınçlar karşılaştırılır.
P2>P1P_2 > P_1 olduğu bulunur.
Katı basıncı, dik kuvvetin yüzey alanına oranıdır. Kuvvet büyüklükleri eşitken sivri ucun yüzey alanı (S2S_2) baş kısmın yüzey alanından (S1S_1) küçük olduğu için işaret parmağındaki basınç (P2P_2) daha büyüktür. Bu yüksek basınç hücresel düzeyde daha fazla deformasyona neden olarak acı hissi uyandırır.
3
Katıların basıncı iletme özelliği sorgulanır.
Katıların üzerlerine uygulanan basıncı aynen iletmediği sonucuna ulaşılır.
Katı cisimler kuvveti aynen iletirken, uygulanan basınç yüzey alanına bağlı olarak değişir. Bu nedenle katılar basıncı yön ve büyüklük olarak aynen iletmezler.

Key Concept

Katıların kuvveti aynen iletmesi ve katı basıncının yüzey alanı ile ters orantılı olması
Estimated Time:1m 30s
Rate this question