Soru: Eşit hacimli K ve L cisimleri X ve Y sıvıları içinde birbirine karışmayan ortamda dengededir. Hangileri doğrudur?
Sorunun Çözümü:
Eşit hacimli K ve L cisimleri farklı sıvılar içinde dengede kaldığına göre, sıvıların ve cisimlerin özkütleleri ile kaldırma kuvvetleri arasındaki ilişkiler incelenmelidir:
Temel Bilgiler:
-
Kaldırma Kuvveti Formülü:
$$ F_k = \rho_{sıvı} \cdot V_{cisim} \cdot g $$
Yani, kaldırma kuvveti sıvı özkütlesi (\rho), cismin hacmi (V) ve yer çekimi ivmesi (g) ile doğru orantılıdır. -
Denge Durumu:
Cisim dengede olduğunda:
Ağırlık (G) = Kaldırma Kuvveti (Fk) -
Ağırlık Formülü:
$$ G = \rho_{cisim} \cdot V_{cisim} \cdot g $$
Cisimlerin ağırlıkları özkütleye (\rho_{cisim}) ve hacme (V) bağlıdır.
Verilen İfadeleri İnceleyelim:
I. K cisminin ağırlığı L cismininkinden küçüktür.
- K’nin ağırlığı: \rho_K \cdot V \cdot g
- L’nin ağırlığı: \rho_L \cdot V \cdot g
Hacimler eşit olduğuna göre, ağırlık özkütleye bağlıdır.
K sıvısı, X sıvısında yüzeyde dengededir ve X sıvısının özkütlesi daha azdır (çünkü X sıvısında daha az batma gerçekleşir).
Sonuç olarak:
K’nin özkütlesi (ve dolayısıyla ağırlığı), L’nin özkütlesinden küçüktür. İfade doğrudur.
II. K cismine uygulanan kaldırma kuvveti L cismine uygulanan kaldırma kuvvetinden küçüktür.
- Kaldırma kuvveti: \rho_{sıvı} \cdot V \cdot g
Hacimler eşit olduğuna göre kaldırma kuvveti sıvının özkütlesine bağlıdır.
X sıvısının özkütlesi, Y sıvısının özkütlesinden küçüktür. Bu nedenle:
K cisminin kaldırma kuvveti, L’nin kaldırma kuvvetinden küçüktür. İfade doğrudur.
III. K cisminin özkütlesi L cismininkinden küçüktür.
K cismi X sıvısında (özkütlesi düşük sıvıda) yüzeyde bulunuyor. Bu durumda K cisminin özkütlesi hem sıvı X’ten, hem de Y sıvısında daha derine batan L cisminden küçüktür.
İfade doğrudur.
Sonuç:
Tüm ifadeler (I, II ve III) doğrudur.
Doğru Cevap: E) I, II ve III
Özet Tablosu:
İfade | Doğru/ Yanlış | Açıklama |
---|---|---|
I. K’nin ağırlığı L’den küçüktür. | Doğru | K’nin özkütlesi daha düşük olduğundan ağırlığı da daha küçüktür. |
II. K’ye uygulanan kaldırma kuvveti L’den küçüktür. | Doğru | X sıvısının özkütlesi daha az olduğu için kaldırma kuvveti daha küçüktür. |
III. K’nin özkütlesi L’den küçüktür. | Doğru | K’nin özkütlesi L’nin özkütlesinden küçüktür, çünkü üst sıvıda yüzeyde dengededir. |
Umarım yardımcı olabilmişimdir! @Havva_Diken