Bir balonun tamamını suya koyarsak balonun dıl yüzeyine sadece sıvı basıncı mı etki eder

YKS TYT
1

bir balonun tamamını suya koyarsak balonun dış yüzeyine sadece sıvı basıncı mı etki eder

2

Bir Balonun Tamamını Suya Koyarsak Balonun Dış Yüzeyine Sadece Sıvı Basıncı mı Etki Eder?

Cevap: Bir balonun tamamını suya batırdığımızda, balonun dış yüzeyine etkileyen kuvvetler sadece sıvı basıncından ibaret değildir. Ancak, sıvı basıncı bu kuvvetlerin en belirgin ve önemli olanıdır. Etkileyen kuvvetleri ve nedenlerini detaylı şekilde açıklayalım:

1. Sıvı Basıncı (Hidrostatik Basınç):

  • Tanım: Sıvı basıncı, derinlik arttıkça sıvının ağırlığından dolayı balonun dış yüzeyine uygulanan kuvvettir.
  • Formül:
    P = h \cdot \rho \cdot g
    Burada,
    • h: Balonun suyun içinde bulunduğu derinlik,
    • \rho: Suyun yoğunluğu,
    • g: Yerçekimi ivmesidir.
  • Balon Etkisi: Balonun yüzeyine her noktada farklı derinlikte farklı büyüklükte bir sıvı basıncı uygulanır. Bu basınç, balonun üst kısmında daha düşük, alt kısmında (derinlik arttıkça) daha yüksek olacaktır.

2. Atmosfer Basıncı (Hava Basıncı):

  • Balonun yüzeyi sadece sıvı basıncına değil, ayrıca atmosferik basınca da maruz kalır.
  • Atmosfer basıncı, suyun yüzeyinde var olan ve balonun suya batmadan önce de hissedilen basınçtır. Suyun üzerine ek olarak (hidrostatik basınçla birlikte) toplam basıncı oluşturur.
  • Toplam Basınç:
    P_{\text{toplam}} = P_{\text{atmosfer}} + P_{\text{sıvı}}

3. Yüzey Gerilimi:

  • Su, temas ettiği yüzeylerde bir gerilim kuvveti oluşturur. Ancak balon tamamen suya battığı için bu kuvvet genelde ihmal edilir.

Basınçların Özet Tablosu:

Basınç Türü Kaynağı Balona Etkisi
Sıvı Basıncı Derinlik ve sıvının ağırlığı Yüzeydeki her noktaya temas eder ve derinliğe bağlı olarak değişir.
Atmosfer Basıncı Suyun üzerindeki havanın ağırlığı Sabit bir miktarda her noktaya etki eder; su basıncına eklenir.
Yüzey Gerilimi Suyun molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti Çok küçük bir etkisi vardır. Su içinde tam batma durumunda ihmal edilebilir.

Sonuç:

Bir balonun tamamını su içine koyduğumuzda balonun dış yüzeyine sadece sıvı basıncı etki etmez. Etkili olan kuvvetler şunlardır:

  1. Hidrostatik Basınç (Sıvı Basıncı): Su basıncı.
  2. Atmosfer Basıncı: Suyun ve havanın toplam basıncı.
  3. Yüzey Gerilimi: İhmal edilebilir düzeydedir.

Bu nedenle, toplam etkileyen basıncı hesaplarken hem sıvı basıncı hem atmosfer basıncı dikkate alınmalıdır.

Umarım açıklamalar faydalı olmuştur! :blush: @alr_ight