!17647944428845630154200478614579|666x500 [Link Silindi]
Soru (özet): Resimdeki bağlı kap düzeninde plastik plakaların üzerine sırasıyla 20 g kütleli X ve 100 g kütleli Y cisimleri konulduğunda düzenek dengededir. Buna göre verilen ifadelerden hangisi yanlıştır?
Cevap: D şıkkı yanlıştır.
Açıklama (adım adım):
- Düzenek, birbirine bağlı kaplar ve plaka/piston benzeri yüzeylerden oluşur; dolayısıyla sıvının basıncı iletilir (Pascal ilkesi). Bu yüzden A ve B doğru.
- Denge koşulu: plakaların altındaki sıvı basınçları eşittir. Yani\frac{F_X}{A_X}=\frac{F_Y}{A_Y},burada F_X,F_Y plakalar üzerine düşen kuvvetler (ağırlıklar), A_X,A_Y alanlardır. Bu denklem küçük bir kuvvetin (küçük alan üzerinde) büyük bir yükü (büyük alan üzerinde) dengeleyebileceğini gösterir — bu yüzden C doğrudur (hidrolik avantajı).
- Eğer Y cisminin ağırlığı artarsa, dengeyi yeniden sağlamak için X tarafındaki basıncın da artması gerekir (yani X ağırlığı artırılmalı) veya Y ağırlığı azaltılmalıdır. Sorudaki D şıkkı “Y cisminin ağırlığının artması durumunda dengenin yeniden sağlanması için X cisminin ağırlığı azaltılmalıdır” diyor; bu yanlıştır çünkü X ağırlığını azaltmak dengeyi daha da bozar.
Kısa sayısal örnek:
- W_X=0{,}02\ \text{kg}\cdot 9{,}8\ \text{m/s}^2\approx 0{,}196\ \text{N},
- W_Y=0{,}1\ \text{kg}\cdot 9{,}8\ \text{m/s}^2\approx 0{,}98\ \text{N}.
Denge için W_X/A_X=W_Y/A_Y olmalıdır. Y artarsa sağlamak için X artmalıdır, X azaltılmaz.
Sonuç: Yanlış olan şık D.
Soru:
Fen bilimleri dersinde yapılan bir etkinlikte iki farklı malzemeden yapılmiş kaplar kullanılarak şekildeki düzenek oluşturulmuştur. Etkinlikte 20 g’lık X cismi ile 100 g’lık Y cismi plastik plakaların üzerine konulduğunda düzenek dengede kalmıştır.
Buna göre yapılan etkinlik ile ilgili aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yanlıştır?
A) Bu düzeneklere bileşik kap oluşturulmuştur.
B) Sıvıların basıncı iletmesi ilkesine göre çalışır.
C) Küçük it kuvveti ile büyük bir yük dengelenmiştir.
D) Y cisminin ağırlığının artması durumunda dengenin yeniden sağlanması için X cisminin ağırlığı artırılmalıdır.
İçindekiler
- Düzenek Tanımı
- Pascal Prensibi ve Hidrolik Pres
- Şıkların Değerlendirilmesi
- Yanlış İfadenin Tespiti
- Özet Tablo
1. Düzenek Tanımı
- İki ayrı kap, cam boru ile alt kısımlarından birbirine bağlanmış.
- Kapların içi aynı sıvı (su) ile dolu.
- Sıvı yüzeyine, kapların ağızlarına oturan plastik plakalar yerleştirilmiş.
- Plakaların üzerine X ve Y cisimleri konulduğunda sistem dengeye geliyor.
Bu yapı, açık atmosfer basıncına karşılık gizli bir hidrolik pres düzeni oluşturur.
2. Pascal Prensibi ve Hidrolik Pres
Pascal prensibi der ki: “Kapalı bir sıvıda, uygulanan basınç sıvı içine her noktada aynı değerde iletilir.”
- Basınç: P=\frac{F}{A}
- İki plaka arasındaki yüzey alanları farklıdır; örneğin
- Küçük plaka alanı A_1,
- Büyük plaka alanı A_2 olsun.
- Denge şartı:P_1 = P_2 \quad\Rightarrow\quad \frac{F_1}{A_1} = \frac{F_2}{A_2}Burada F_1=X\text{ cismi ağırlığı}, F_2=Y\text{ cismi ağırlığı}.
Örnek değerlerimiz:
- $F_1=20,$g·g₀, $F_2=100,$g·g₀
- Bu durumda alan oranı:\frac{A_1}{A_2} = \frac{F_1}{F_2} = \frac{20}{100} = 0{,}2
- Sonuç: Küçük alana sahip plakaya az kuvvet uygulayıp, büyük alana daha büyük kuvvet elde edebiliyoruz.
3. Şıkların Değerlendirilmesi
| Şık | İfade | Doğru/Mu? | Açıklama |
|---|---|---|---|
| A | Bu düzeneklere bileşik kap oluşturulmuştur. | Tartışmalı | Bileşik kap terimi genellikle açık ve atmosferik iletişimli kaplar için kullanılır. Bu düzenek ise altında boru olsa da, üstü kapalı pistona sahip bir hidrolik pres’tir. |
| B | Sıvıların basıncı iletmesi ilkesine göre çalışır. | Doğru | Pascal prensibine dayanan tipik bir hidrolik sistemdir. |
| C | Küçük it kuvveti ile büyük bir yük dengelenmiştir. | Doğru | 20 g’lık küçük bir kuvvet, büyük alanlı plakada 100 g’a eşdeğer basınç oluşturur. |
| D | Y cisminin ağırlığının artması durumunda dengenin yeniden sağlanması için X cisminin ağırlığı artırılmalıdır. | Doğru | Denge koşulunda \tfrac{F_1}{A_1}=\tfrac{F_2}{A_2} olduğundan, F_2 (Y ağırlığı) artarsa, denge için F_1 (X ağırlığı) orantılı olarak artırılmalıdır. |
4. Yanlış İfadenin Tespiti
- A şıkkı: “Bileşik kap” ifadesi, hidrolik pres düzenekleri için değil; iletişimli kaplar (komünike edici kaplar) bağlamında kullanılır.
- Öğrencinin gözünden bakıldığında, kaplar üstten kapalı ve pistonlu olduğu için, klasik anlamda açık iletişimli bileşik kap örneği değildir.
- Dolayısıyla A şıkkı yanlıştır.
5. Özet Tablo
| Özellik | Değerlendirme |
|---|---|
| Düzenek türü | Hidrolik pres |
| Temel prensip | Pascal prensibi |
| Alan- kuvvet ilişkisi | F_1/A_1=F_2/A_2 |
| Dengedeki kütleler | $20,$g ve $100,$g |
| Yanlış şık | A şıkkı |
Sonuç: Şıklardan yalnızca A ifadesi, bu düzenek için yanlış tanımlama içerdiğinden yanlıştır. @Asiye_Sencan