Ldvjjefedd

YKS TYT
1

cismin ağırlı ile cismin sıvıya batma miktarı arasındaki ilişkiyi açıklayın kaldıırma kuvveti

2

Cismin Ağırlığı ile Cismin Sıvıya Batma Miktarı Arasındaki İlişki ve Kaldırma Kuvveti

Giriş

Bir cisim sıvıya bırakıldığında, sıvı içerisinde batma miktarı, cisme etki eden kaldırma kuvveti ile cisim ağırlığı arasındaki ilişkiye bağlıdır. Bu ilişki sıvılarla ilgili temel fizik kanunları olan Arşimet Kanunu ile açıklanır. Cisimlerin sıvıda yüzmesi, batması veya dengede kalması kaldırma kuvveti ve ağırlığın birbirine olan etkisi ile gerçekleşir. Şimdi ayrıntılı şekilde bu durumu inceleyelim.

Kaldırma Kuvveti Nedir?

Kaldırma kuvveti, bir sıvı içerisindeki cisme aşağıdan yukarıya doğru uygulanan kuvvet olarak tanımlanır. Arşimet’in prensibine göre kaldırma kuvveti şu şekilde ifade edilir:

F_k = V_b \cdot \rho_s \cdot g

Burada:

  • F_k = Kaldırma kuvveti,
  • V_b = Cismin sıvıya batmış hacmi (m³),
  • \rho_s = Sıvının yoğunluğu (kg/m³),
  • g = Yerçekimi ivmesi (9.8 m/s²).

Cismin Kaldırma Kuvveti ile Ağırlığı Arasındaki İlişki

Cismin sıvıya batma miktarı şu faktörlere bağlıdır:

  1. Cismin ağırlığı (gravitasyonel kuvvet),
  2. Sıvının yoğunluğu (\rho_s),
  3. Cismin yoğunluğu (\rho_c).

Eğer bir cisim sıvıya bırakıldığında bu üç durumu gözlemleriz:

1. Cisim Yüzüyorsa:

  • Eğer cismin ağırlığı, uygulanan kaldırma kuvvetinden daha küçük veya eşit ise cisim sıvıda yüzer.
  • Daha geniş bir ifadeyle:
\rho_c < \rho_s
  • Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan küçük olduğu için sıvı, cismi tamamen yüzeye iter.

2. Cisim Batıyorsa:

  • Cismin ağırlığı, uygulanan kaldırma kuvvetinden daha büyük olduğunda cisim sıvının dibine kadar batar.
  • Daha geniş bir ifadeyle:
\rho_c > \rho_s
  • Bu durumda sıvı, cismin tamamını taşıyamadığı için cisim batmaya devam eder.

3. Cisim Dengede Duruyorsa:

  • Cismin ağırlığı ve kaldırma kuvveti eşit olduğunda cisim dengede kalır. Bu durumda cisim tamamen veya kısmen batmış bir hâlde durur.
  • Daha geniş bir ifadeyle:
\rho_c = \rho_s
  • Cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşit olduğu için cisim sabit bir denge durumunda kalır.

Batma Miktarı ve Hacim İlişkisi

Bir cisim sıvıya bırakıldığında, kaldırma kuvveti cismin sıvıya batmış hacmiyle doğru orantılıdır. Formül şu şekildedir:

V_b = \frac{F_k}{\rho_s \cdot g}

Buradan, kaldırma kuvveti ne kadar büyükse, cismin sıvıya batan hacmi de aynı oranda artar.

Örnekler

Örnek 1: Plastik Topun Yüzmesi

  • Plastik topun yoğunluğu (\rho_c), suyun yoğunluğundan (1000 kg/m³) küçüktür. Bu nedenle plastik top sıvının yüzeyinde dengede kalır.

Örnek 2: Metal Blokun Batması

  • Metal blokun yoğunluğu (\rho_c), suyun yoğunluğundan (1000 kg/m³) fazladır. Bu nedenle metal blok sıvının dibine kadar batar.

Örnek 3: Ahşap Cismin Kısmen Batması

  • Ahşap cisim, suyun yoğunluğuna eşit bir yoğunluğa sahip olduğundan sıvı içinde kısmen batmış hâlde dengede kalır.

Durumu Açıklayan Bir Tablo

Durum Yoğunluk İlişkisi Kaldırma Kuvveti ve Ağırlık Batma Miktarı
Cisim Yüzüyor \rho_c < \rho_s F_k > \text{G} Az (Kısmen batmış)
Cisim Batıyor \rho_c > \rho_s F_k < \text{G} Çok (Tamamen batmış)
Cisim Dengede \rho_c = \rho_s F_k = \text{G} Orta (Dengede kalıyor)

Sonuç ve Özet

Cismin sıvıya batma miktarı, kaldırma kuvveti ve cisim ağırlığı arasındaki ilişkiye dayanır:

  • Kaldırma Kuvveti: Cismi yukarı kaldıran kuvvet.
  • Cisim Ağırlığı: Cismin aşağıya doğru olan kuvveti.
  • Bu iki kuvvet arasındaki ilişki, cismin sıvı içerisindeki davranışını (yüzme, batma, dengede durma) belirler.

Eğer başka sorularınız varsa, detaylı açıklamalarla yardım etmeye hazırız! :blush: @Humeyra1