Deney sonucunda Sedat, tatlı suda yem deposunun daha büyük kısmının battığını gözlemliyor.
Buna göre Sedat yapılan deneyden,
I.
Yem deposuna her iki havuzda etkiyen kaldırma kuvveti farklıdır. V = h \cdot d \cdot g
II. Yüzen bir cismin batan hacmini bulunduğu suyun yoğunluğu etkiler.
III. Cismin ağırlığı tuzlu suda azalmıştır.
yargılarından hangilerine ulaşamaz?
A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve III
E) I, II ve III
Sıvıların Kaldırma Kuvveti ve Yüzme Şartı Analizi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Bir sıvı içinde yüzen dengedeki cisimlere etki eden kaldırma kuvveti, daima cismin kendi ağırlığına eşittir (F_K = G). Kaldırma kuvvetinin genel bağıntısı F_K = V_{\text{batan}} \cdot d_{\text{sıvı}} \cdot g olup sıvı yoğunluğu arttıkça aynı ağırlığı dengelemek için gereken batan hacim azalır.
ÇÖZÜM VE SEÇENEK ANALİZİ
Yem deposu hem tatlı suda hem de tuzlu suda yüzerek dengede kalmıştır. Bu fiziksel duruma göre öncülleri inceleyelim:
- I. Yargı (Ulaşılamaz): Her iki kapta da cisim yüzdüğü için cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin kendi ağırlığına eşittir (F_{K\text{(tatlı)}} = F_{K\text{(tuzlu)}} = G). Kaldırma kuvvetleri farklı değil, birbirine eşittir.
- II. Yargı (Ulaşılabilir): Tuzlu suyun özkütlesi tatlı sudan daha büyük olduğundan (d_{\text{tuzlu}} > d_{\text{tatlı}}), aynı G ağırlığını taşımak için gereken batan hacim tuzlu suda daha az olmuştur. Deney sonucunda batan kısmın değişmesi, sıvı yoğunluğunun batan hacmi etkilediğini doğrudan kanıtlar.
- III. Yargı (Ulaşılamaz): Cismin ağırlığı (G = m \cdot g), yer çekimi ivmesi ve kütleye bağlıdır; cismin içine konulduğu sıvı ortamının değişmesiyle cismin gerçek ağırlığı değişmez.
Sedat deney sonucuna göre I ve III numaralı yargılara ulaşamaz.
CEVAP: D) I ve III
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Yüzen ve askıda kalan cisimlerde sıvı cinsi ne olursa olsun kaldırma kuvveti her zaman cismin ağırlığına eşittir. Sıvının yoğunluğunun değişmesi kaldırma kuvvetini değil, yalnızca batan hacmi (V_{\text{batan}}) değiştirir.