Examkin

Soru

Zorluk: OrtaSıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet İlkesi

Düşey kesiti şekildeki gibi olan su dolu kap, yatay bir baskül üzerine konulmuştur. Suda çözünmeyen katı bir KK cismi, esnemeyen bir iple dinamometreye bağlanarak su içerisine daldırıldığında, tamamı su içinde kalacak şekilde dengede duruyor. Bu durumda dinamometrenin gösterdiği değer sıfırdan farklıdır.

Buna göre; KK cismi, su ve kap ile ilgili;

I. Dinamometrenin gösterdiği değer, KK cisminin havadaki ağırlığından daha küçüktür.
II. KK cismi suya daldırıldığında baskülün gösterdiği değerdeki artış miktarı, KK cismine etki eden kaldırma kuvvetinin büyüklüğüne eşittir.
III. KK cismini dinamometreye bağlayan ip kesilip cisim kap tabanına çökerek yeniden denge sağlandığında, baskülün gösterdiği değer ip kesilmeden önceki duruma göre artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    I ve II
  3. C
    I ve III
  4. D
    II ve III
  5. I, II ve IIICevap

Cevap

Dinamometrenin gösterdiği değer cismin havadaki ağırlığından küçüktür, basküldeki artış miktarı kaldırma kuvvetine eşittir ve ip kesilip cisim tabana çöktüğünde baskülün gösterdiği değer artar.
Doğru seçenekte belirtilen tüm yargılar fizik kurallarına uygundur. Dinamometre, cismin ağırlığından kaldırma kuvveti çıkarılarak dengelendiği için havadaki ağırlığından daha küçük bir değer gösterir. Etki-tepki yasası gereği, suya uygulanan kaldırma kuvveti kadar aşağı yönlü bir etki oluşur ve bu baskülün kaldırma kuvveti kadar fazla göstermesine neden olur. İp kesildiğinde ise sistem üzerindeki tüm dış destek ortadan kalkar ve cismin tüm ağırlığı kap tabanına biner, bu da basküldeki toplam değeri artırır.

Adım Adım Çözüm

1
Dinamometrenin gösterdiği değeri analiz etme.
D=GK−FKD = G_K - F_K ilişkisi elde edilir.
Suya daldırılan cisme yukarı yönlü bir kaldırma kuvveti (FKF_K) etki eder. Cismin düşey dengesinden dinamometrenin gösterdiği değer (DD), cismin ağırlığı ile kaldırma kuvvetinin farkına eşittir. Bu nedenle dinamometre cismin havadaki ağırlığından daha küçük bir değer gösterir. Birinci yargı doğrudur.
2
Basküldeki ilk artış miktarını belirleme.
Basküldeki artış miktarı ΔB1=FK\Delta B_1 = F_K olarak bulunur.
Etki-tepki prensibine göre, sıvı cisme yukarı yönlü FKF_K kadar kaldırma kuvveti uygularken, cisim de sıvıya aşağı yönlü FKF_K büyüklüğünde bir etki kuvveti uygular. Bu kuvvet kap tabanına iletilerek baskülün gösterdiği değeri kaldırma kuvvetinin büyüklüğü kadar artırır. İkinci yargı doğrudur.
3
İp kesildikten sonraki durumu analiz etme.
Basküldeki toplam artış miktarı ΔB2=GK\Delta B_2 = G_K olur.
İp kesildiğinde cisim kap tabanına çökerek dengelenir. Bu durumda cismin tüm ağırlığı (GKG_K) kap ve sıvı sistemiyle birlikte baskül tarafından taşınır. Cisim battığı için GK>FKG_K > F_K olduğundan, baskülün gösterdiği son değer (Gkap+Gsu+GKG_{kap} + G_{su} + G_K), ilk değerden (Gkap+Gsu+FKG_{kap} + G_{su} + F_K) daha büyüktür. Üçüncü yargı doğrudur.

Anahtar Kavram

Sıvıların kaldırma kuvveti, etki-tepki prensibi ve katı cisimlerin sıvı içerisindeki ağırlık değişimlerinin sistem dengesine etkisi.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Sıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet İlkesi

Bu konudan daha fazla soru