Düşey kesiti verilen I. kaptaki sıvının kap tabanında oluşturduğu sıvı basıncı P, sıvı basınç kuvveti F ve kaptaki gazın basıncı P’ dir. Kap II konumundaki gibi ters çevrilirse P, F ve P’ değişimi nasıl olur?
Cevap:
Soruda iki farklı kap verilmiş ve bir kaptaki değişimlerin diğerine etkisi sorulmuş. Ters çevirme işlemi yapıldığında basınç ve kuvvetlerin nasıl etkilenmesi gerektiğini anlamak için basınç ve kuvvet formüllerini kullanabiliriz.
-
Sıvı Basıncı (P):
Sıvı basıncı, sıvının derinliği ve yoğunluğu ile doğru orantılıdır ve şu formülle hesaplanır:P = h \cdot \rho \cdot gBurada ( h ) yüksekliği, ( \rho ) sıvının yoğunluğunu ve ( g ) yer çekimi ivmesini ifade eder. Kap ters çevrildiğinde sıvının yüksekliği artacak, basınç da dolayısıyla artacaktır.
-
Sıvı Basınç Kuvveti (F):
Sıvı basınç kuvveti aşağıdaki formülle hesaplanır:F = P \cdot ABurada ( A ) taban alanını ifade eder. Ters çevirme işlemi yapılınca taban alanı genişleyecek ama basınç da artacaktır. Bunlar birlikte ele alındığında kuvvetin azalması beklenir.
-
Gaz Basıncı (P’):
Gaz basıncı kapalı bir sistemde sıcaklık ve molekül sayısı değişmedikçe sabit kalır. Bu durumda gazın basıncının değişmemesi beklenir.
Yukarıdaki analizlere göre seçenekleri inceleyelim:
A) P: Artar, F: Azalır, P’: Değişmez.
B) P: Artar, F: Artar, P’: Değişmez.
C) P: Artar, F: Azalır, P’: Artar.
D) P: Azalır, F: Artar, P’: Değişmez.
E) P: Azalır, F: Azalır, P’: Azalır.
Analizimiz A seçeneğinin doğru olduğunu göstermektedir, çünkü basınç artacak, basınç kuvveti azalacak ve gaz basıncı değişmeyecektir.
Doğru cevap: A seçeneği.