Question

Difficulty: EasySıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet İlkesi

Türdeş bir sıvı içerisinde dengede duran KK, LL ve MM cisimlerinin sıvıya batan hacimleri birbirine eşittir. KK cismi yüzmekte, LL cismi askıda durmakta ve MM cismi ise kabın tabanına oturmuş (batmış) durumdadır. Buna göre; sıvı tarafından KK, LL ve MM cisimlerine uygulanan kaldırma kuvvetlerinin büyüklükleri (FKF_K, FLF_L ve FMF_M) arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

  1. A
    FM>FL>FKF_M > F_L > F_K
  2. B
    FK>FL>FMF_K > F_L > F_M
  3. FK=FL=FMF_K = F_L = F_MAnswer
  4. D
    FK=FL>FMF_K = F_L > F_M
  5. E
    FL>FK>FMF_L > F_K > F_M

Answer

FK=FL=FMF_K = F_L = F_M ilişkisi doğrudur.
Sıvıların kaldırma kuvveti, cismin sıvıya batan hacmi (VbatanV_{batan}), sıvının özkütlesi (dsıvıd_{sıvı}) ve yer çekimi ivmesinin (gg) çarpımıyla bulunur. Soruda cisimlerin batan hacimlerinin eşit olduğu ve aynı sıvı içinde bulundukları verilmiştir. Bu nedenle her üç cisme de etki eden kaldırma kuvveti eşit büyüklükte olup, kaldırma kuvvetleri arasında eşitlik ilişkisi vardır.

Step-by-Step Solution

1
Kaldırma kuvvetinin genel formülünün yazılması
Bir sıvı içindeki cisme etki eden kaldırma kuvveti Fkaldırma=VbatandsıvıgF_{kaldırma} = V_{batan} \cdot d_{sıvı} \cdot g formülü ile hesaplanır.
Kaldırma kuvvetinin hangi değişkenlere bağlı olduğunu belirlemek için.
2
Soruda verilen ortak parametrelerin belirlenmesi
Tüm cisimler aynı türdeş sıvı içinde olduklarından sıvı özkütlesi (dsıvıd_{sıvı}) ve yer çekimi ivmesi (gg) sabittir. Ayrıca soruda cisimlerin batan hacimlerinin (VbatanV_{batan}) birbirine eşit olduğu belirtilmiştir.
Kaldırma kuvveti formülündeki değişkenlerin cisimler için karşılaştırılması amacıyla.
3
Formülün cisimlere uygulanarak kuvvetlerin karşılaştırılması
VbatanV_{batan}, dsıvıd_{sıvı} ve gg değerleri her üç cisim için de aynı olduğundan, cisimlere etki eden kaldırma kuvvetlerinin büyüklükleri birbirine eşittir (FK=FL=FMF_K = F_L = F_M).
Kaldırma kuvvetlerinin büyüklük ilişkisini nihai olarak bulmak için.

Key Concept

Kaldırma kuvveti, cismin batan hacmi ile içinde bulunduğu sıvının özkütlesinin ve yer çekimi ivmesinin çarpımına eşittir (Fk=VbatandsıvıgF_k = V_{batan} \cdot d_{sıvı} \cdot g). Cismin yüzmesi, askıda kalması ya da batması doğrudan kaldırma kuvvetinin formülünü değiştirmez; batan hacimler eşit olduğu sürece aynı sıvıdaki cisimlere etki eden kaldırma kuvvetleri eşittir.
Estimated Time:45s
Rate this question