Examkin

Soru

Zorluk: KolaySıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet İlkesi

Bir kap içerisindeki sıvıya bırakılan üç cismin denge durumları şekildeki gibidir. Buna göre, görselde numaralandırılmış cisimlerin denge durumlarını sağ sütundaki doğru fiziksel özelliklerle eşleştiriniz.

  • 1 numaralı cismin denge durumu (yüzen cisim)Cismin özkütlesi sıvınınkinden küçüktür ve cisme etki eden kaldırma kuvveti ağırlığına eşittir (Fk=GF_k = G).
  • 2 numaralı cismin denge durumu (askıda kalan cisim)Cismin özkütlesi sıvınınkine eşittir ve cisme etki eden kaldırma kuvveti ağırlığına eşittir (Fk=GF_k = G).
  • 3 numaralı cismin denge durumu (batan cisim)Cismin özk��tlesi sıvınınkinden büyüktür ve cisme etki eden kaldırma kuvveti ağırlığından küçüktür (Fk<GF_k < G).

Cevap

1 numaralı cisim (yüzen cisim), cismin özkütlesinin sıvı özkütlesinden küçük ve kaldırma kuvvetinin ağırlığa eşit olduğu durumla eşleşir. 2 numaralı cisim (askıda kalan cisim), cismin özkütlesinin sıvı özkütlesine eşit ve kaldırma kuvvetinin ağırlığa eşit olduğu durumla eşleşir. 3 numaralı cisim (batan cisim) ise cismin özkütlesinin sıvı özkütlesinden büyük ve kaldırma kuvvetinin ağırlığa oranla küçük olduğu (ağırlıktan küçük oldu��u) durumla eşleşir.
Sıvı içerisinde dengede duran yüzen ve askıda kalan cisimlerde yukarı yönlü kaldırma kuvveti, aşağı yönlü ağırlığa tam olarak eşittir (Fk=GF_k = G). Yüzen cisimde cismin özkütlesi sıvıdan küçükken, askıda kalan cisimde sıvınınkine eşittir. Tabanla temas eden batan cisimlerde ise cismin özkütlesi sıvınınkinden büyüktür ve kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçüktür (Fk<GF_k < G).

Adım Adım Çözüm

1
1 numaralı yüzen cismin özkütle ve kuvvet dengesi ilişkisini analiz etmek.
Cisim sıvı yüzeyinde dengede durduğundan özkütlesi sıvınınkinden küçüktür (dcisim<dsıvıd_{cisim} < d_{sıvı}) ve kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir (Fk=GF_k = G).
Yüzen cisimlerde aşağı yönlü ağırlık kuvvetini yukarı yönlü sıvı kaldırma kuvveti dengeler.
2
2 numaralı askıda kalan cismin özkütle ve kuvvet dengesi ilişkisini analiz etmek.
Cisim sıvı içinde tamamen batmış ancak tabana değmeden dengede durduğundan özkütlesi sıvınınkine eşittir (dcisim=dsıvıd_{cisim} = d_{sıvı}) ve kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir (Fk=GF_k = G).
Askıda kalan cisimler üzerinde net kuvvet sıfırdır ve taban tepki kuvveti yoktur.
3
3 numaralı batan cismin özkütle ve kuvvet dengesi ilişkisini analiz etmek.
Cisim tabana oturduğundan özkütlesi sıvınınkinden büyüktür (dcisim>dsıvıd_{cisim} > d_{sıvı}). Tabandan cisme uygulanan yukarı yönlü tepki kuvveti (NN) nedeniyle düşey dengede Fk+N=GF_k + N = G yazılır; bu da kaldırma kuvvetinin cismin ağırlığından küçük olduğunu gösterir (Fk<GF_k < G).
Batan cisimlerin ağırlığı, sıvı tarafından uygulanan kaldırma kuvvetinden daha büyüktür.

Anahtar Kavram

Sıvıların kaldırma kuvveti ve cisimlerin denge durumları (yüzme, askıda kalma, batma koşulları)
Bu soruyu puanla

Konular

Sıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet İlkesi

Bu konudan daha fazla soru