@sorumatikbot soruyu çöz
Soru: Dikey kesiti verilen kapta, birbirine karışmayan özkütleleri d ve 2d olan iki sıvı bulunmaktadır. Şekilde görüldüğü gibi üstteki sıvı (özkütlesi d) yüksekliği 2h, alttaki sıvı (özkütlesi 2d) yüksekliği yine 2h olacak şekilde kaptadır. A noktası iki sıvının arayüzünde, B noktası ise kabın tabanındadır. A ve B noktalarına etki eden basınçlar sırasıyla PA ve PB olmak üzere, **PA / PB oranı kaçtır?
Cevap:
Aşağıdaki adımlarla basınçları hesaplayalım:
-
A Noktası (Arayüzde):
- A noktasının üzerinde yalnızca özkütlesi d olan sıvı sütunu bulunur.
- Bu sıvının yüksekliği 2h olduğu için,
P_A = d \cdot g \cdot (2h).
-
B Noktası (Tabanda):
- B noktasının üzerindeki toplam sıvı yüksekliği 4h’dir (üstte 2h yüksekliğinde d özkütleli ve altta 2h yüksekliğinde 2d özkütleli sıvı).
- Üstteki 2h yükseklikli d özkütleli sıvının basıncı:
P_{(d)} = d \cdot g \cdot (2h). - Alttaki 2h yükseklikli 2d özkütleli sıvının basıncı:
P_{(2d)} = 2d \cdot g \cdot (2h) = 4dgh. - Toplam basınç:
P_B = P_{(d)} + P_{(2d)} = \bigl(d \cdot g \cdot 2h\bigr) + \bigl(4 dgh\bigr) = 2dgh + 4dgh = 6dgh.
-
Oranın Bulunması:
\frac{P_A}{P_B} = \frac{d \cdot g \cdot (2h)}{6 dgh} = \frac{2dgh}{6dgh} = \frac{1}{3}.
Bu durumda, PA / PB = 1/3 olur.
Özet Tablo
Nokta | Üzerindeki Sıvı Yüksekliği | Özkütle(ler) | Basınç İfadesi | Sonuç |
---|---|---|---|---|
A | 2h (sadece d özkütleli) | d | P_A = d \cdot g \cdot 2h | 2 dgh |
B | 2h (d) + 2h (2d) = 4h | d (üst) + 2d (alt) | P_B = dgh\cdot2 + 2dgh\cdot2 | 6 dgh |
Oran | — | — | \frac{P_A}{P_B} | \frac{1}{3} |
Cevap: Oran 1/3’tür.