Suda yüzen bir cismin üsten beli bir kısmını keseniz vbatan nasıl değişir fkaldırma nasıl değişir
Suda yüzen bir cismin üstten bir kısmını kesersek, batan hacmi ve kaldırma kuvveti nasıl değişir?
Cevap:
Suda yüzen bir cismin üst kısmından bir bölümünü kestiğimizde, bu durum cismin batma hacmi ve kaldırma kuvveti üzerinde etkiler yaratır. Bu etkileri detaylı şekilde inceleyelim:
1. Batan Hacimde Değişim:
- Kütlede Azalma: Üst kısımdan kesilen bölüm, cismin toplam kütlesini azaltır.
- Batan Hacmin Azalması: Kütledeki bu azalma, Archimedes Prensibi gereği, cismin batması için gereken hacmi azaltır. Yani, cisim daha az suya batacaktır.
2. Kaldırma Kuvvetinde Değişim:
- Kaldırma Kuvvetinin Azalması: Kaldırma kuvveti, cisim tarafından taşırılan suyun ağırlığı ile doğru orantılıdır. Cisim daha az suya battığı için, taşırdığı suyun hacmi azalır ve dolayısıyla kaldırma kuvveti de azalır.
Çözüm Adımları:
-
Archimedes Prensibi Uygulaması:
- Kaldırma kuvveti F_k suyun yoğunluğu (\rho), yerçekimi ivmesi (g) ve batan hacim (V_b) ile hesaplanır:F_k = \rho \cdot g \cdot V_b
- Üst kısımdan parça kestiğimizde batan hacim V_b azalır, dolayısıyla kaldırma kuvveti de azalır.
- Kaldırma kuvveti F_k suyun yoğunluğu (\rho), yerçekimi ivmesi (g) ve batan hacim (V_b) ile hesaplanır:
-
Dengeleme:
- Cismin suyun içinde denge durumunda olması için ağırlığı kaldırma kuvvetine eşit olmalıdır. Kütledeki azalma, dengeyi etkilemediği ölçüde kaldırma kuvvetini de dengede tutar.
-
Pratik Sonuçlar:
- Eğer kesilen bölüm çok büyükse, cisim denge halinde yüzemeyebilir ve batma ya da hızla batma eğilimi gösterebilir.
- Kesilen miktar küçükse, cisim üzerindeki kaldırma kuvveti, denge durumunu koruyabilir ama yeni bir batma hacmiyle yüzmeye başlar.
Özetle, suda yüzen bir cismin üst kısmından bir parça kesildiğinde, batan hacim ve kaldırma kuvveti azalır. Eğer kesilen parça cismi hâlâ dengede tutacak kadar küçük ise, cisim yine de yüzebilir.