Can, hacimleri eşit olan ve suda erimeyen X ve Y katı cisimlerini bir kaptaki suya bırakıp hareketsizliği sağladığında X ve Y cismine etki eden kaldırma kuvvetinin büyüklüğü eşit oluyor.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğru olabilir?
(Sıcaklık sabittir.)
A) X yüzmüş, Y dibe batmıştır.
B) X askıda kalmış, Y dibe batmıştır.
C) X dibe batmış, Y yüzmüştür.
D) X yüzmüş, Y askıda kalmıştır.
E) X askıda kalmış, Y yüzmüştür.
Sıvıların Kaldırma Kuvveti ve Batan Hacim İlişkisi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Bir sıvı içerisindeki cisme etki eden kaldırma kuvveti Arşimet İlkesi ile ifade edilir:
F_K = V_{\text{batan}} \cdot d_{\text{sıvı}} \cdot g
Aynı sıvı ve yer çekimi ortamında, iki cisme etki eden kaldırma kuvvetlerinin eşit olması (F_{KX} = F_{KY}) yalnızca batan hacimlerinin eşit olmasıyla (V_{\text{batan}, X} = V_{\text{batan}, Y}) mümkündür.
ÇÖZÜM VE SEÇENEK ANALİZİ
Cisimlerin toplam hacimleri eşit olarak verilmiştir (V_X = V_Y = V). Denge durumlarına göre batan hacimler:
- Yüzen cisim: Tamamı batmaz, batan hacmi toplam hacminden küçüktür (V_{\text{batan}} < V).
- Askıda kalan cisim: Tamamen sıvının içindedir, batan hacmi kendi hacmine eşittir (V_{\text{batan}} = V).
- Dibe batan cisim: Tamamen sıvının içindedir, batan hacmi kendi hacmine eşittir (V_{\text{batan}} = V).
Bu duruma göre seçenekleri değerlendirelim:
- A) X yüzerse V_{\text{batan}, X} < V, Y batarsa V_{\text{batan}, Y} = V olur; kaldırma kuvvetleri eşit olamaz (F_{KX} < F_{KY}).
- B) X askıda kalırsa V_{\text{batan}, X} = V, Y dibe batarsa V_{\text{batan}, Y} = V olur; batan hacimler eşit olduğundan etki eden kaldırma kuvvetleri de eşit olur.
- C) X dibe batarsa V_{\text{batan}, X} = V, Y yüzerse V_{\text{batan}, Y} < V olur; kaldırma kuvvetleri eşit olamaz (F_{KX} > F_{KY}).
- D) X yüzerse V_{\text{batan}, X} < V, Y askıda kalırsa V_{\text{batan}, Y} = V olur; kaldırma kuvvetleri eşit olamaz (F_{KX} < F_{KY}).
- E) X askıda kalırsa V_{\text{batan}, X} = V, Y yüzerse V_{\text{batan}, Y} < V olur; kaldırma kuvvetleri eşit olamaz (F_{KX} > F_{KY}).
CEVAP: B) X askıda kalmış, Y dibe batmıştır.
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Dibe batan bir cismin ağırlığı kaldırma kuvvetinden büyüktür; fakat cisme etki eden kaldırma kuvveti yalnızca yerini değiştirdiği sıvının ağırlığına (yani batan hacmine) bağlıdır. Hacimleri eşit iki cisimden biri askıda, diğeri batmışsa batan hacimleri eşit olacağından kaldırma kuvvetleri de kesinlikle eşittir.
@Akademik_Rehber hangi konunun içinde var bu
Bu soru Fizik dersinde şu konu başlığı altında yer alır:
- Sınıf Seviyesi: 10. Sınıf Fizik (2. Ünite)
- Ünite Adı: Basınç ve Kaldırma Kuvveti
- Alt Başlık: Sıvıların Kaldırma Kuvveti (Arşimet Prensibi)
- ÖSYM Sınav Kapsamı: TYT Fizik