Özel Ders

KALDIRMA KUVVETI TEST II ÇÖZÜMLERİ

10. Sınıflar ve ygs fizik konusu. Sıvıların kaldırma kuvveti. Yüzen ve sıvı içinde dengede kalan cisimler ile ilgili çözümlü testin çözümleri.

Çözüm – 1

K cismi tüm sıvılarda dipte bulunduğundan dolayı tüm sıvılarda hacmi kadar su taşırmıştır. Kaptan taşan sıvıların ağırlığı;

G = V.d.g ifadesiyle bulunur.

V ile g tüm taşan sıvı hacimleri için eşit olacağından hangi kaptan taşan sıvının daha ağır olacağını o kaptaki sıvının özkütlesi belirler. Taşan sıvıların ağılıkları;

G_Y > G_X > G_Z ise bu sıvıların özkütleleri arasında:

d_Y > d_X > d_Z ilişkisi vardır.

Bir cisme uygulanan kaldırma kuvveti ise;

F_k = V_b. d_s.g bağıntısıyla bulunur.

Bu bağıntıda V_b (batan hacim) ve g (yerçekimi ivmesi) tüm sıvılar için aynı değeri alacaktır. Öyleyse hangi sıvının K cismine daha büyük bir kaldırma kuvveti uygulayacağını sıvının özkütlesi belirler. Özkütleler arasında;

d_Y > d_X > d_Z ilişkisi olduğuna göre kaldırma kuvvetleri arasında;

F_Y > F_X > F_Z ilişkisi vardır. Sıvı cisme ne kadar büyük bir kaldırma kuvveti uygularsa cisim sıvı içinde tartıldığında o kadar hafif olacaktır.

Buna göre sıvı içindeki ağırlıklar kaldırma kuvvetlerinin tersi yönde sıralanacaktır ve G_KZ > G_KX> G_KY

Olacaktır.

Doğru cevap E seçeneği.

Çözüm – 2

Sıvının yoğunluğuna d dersek X ve Y cisimlerinin yoğunluklarını d cinsinden bularak birim hacimleriyle çarpar ve kütleleri arasında bir karşılaştırma yapabiliriz. Ayrıca cisimlerin her bölmesine V diyelim.

X cismi için denge bağıntısı

V_b

=	d_X
	d_s

V_c

=	dc
	d

d_X =	2d
	3

Y cismi için denge bağıntısı;

=	d_Y
	d

d_Y =	3d
	4

X cisminin ağırlığı;

G_X =	3V.2d	.g = 3Vd.g
	3

Y cisminin ağırlığı;

G_Y =	4V.3d	.g = 3Vd.g
	4

	G_X	= 1 olur.
	G_Y

Doğru cevap B seçeneği.

Çözüm – 3

Cismin hacmini bulabilirsek Y sıvısının cisme uyguladığı kaldırma kuvvetini ve buradan da dinamometrenin göstereceği değeri bulabiliriz. Cismin hacmini bulmak içinde X sıvısının cisme uyguladığı kaldırma kuvvetinden yararlanırız. X sıvısının cisme uyguladığı kaldırma kuvveti cismin havada ve suda ölçülen ağırlıklarının farkı kadardır.

F_kx = G_hava – G_sıvı

Cisme uygulanan kaldırma kuvveti,

F_kx = 45 – 30 = 15 N

F_kx = V_b. d_s.g

15= V_b . 1500 . 10

V_b =	15
	15000

V_b = 0,001 m³

Cismin hacmi 0,001 m³ tür. Bu hacme Y sıvısının uygulayacağı kaldırma kuvvetini bulalım.

F_kY = 0,001 . 2000.10

F_kY = 20 N

Y sıvısı cime 20 N luk bir kaldırma kuvveti uygular. Dinamometre 45 – 20 = 25 N değerini gösterir.

Doğru cevap E seçeneği.

Çözüm – 4

Bir balon sıvı dolu bir kabın dip kısmına iple bağlanırsa ipte bir gerilme kuvveti oluşur. Çünkü balon sıvı yüzeyine çıkmaya çalışmaktadır. Balonu sıvı yüzeyine çıkmaya zorlayan kuvvet sıvının kaldırma kuvvetidir. Öyleyse ip gerilmesi sıvının balona uyguladığı kaldırma kuvvetine eşit olacaktır.

Sıvının balona uyguladığı kaldırma kuvveti;

F_k = V_b.d_s.g ile bulunur.

Balon sıvı içinde iken balona sıvı tarafından her yönden bir basınç uygulanmaktadır. Balon esnek olduğundan kenarlardan, alttan ve üstten uygulanan sıvı basıncı balonun hacmini küçültmektedir.

İp kesilerek balonun sıvı yüzeyine çıkması sağlanırsa balon sıvının üst kısımlarına doğru yol aldıkça balona uygulanan basınç kuvveti azalacak bunun sonucunda balonun hacminde artma olacaktır. Hacmi artan balon daha fazla sıvının yerini değiştirecek ve bunun sonucunda sıvı yüksekliği ve tabana uygulanan sıvı basıncı artacaktır. Buna göre I. İfade yanlıştır.

Balon sıvının üst kısmına doğru yol alırken balonun hacmi artacağından dolayı balona etki eden kaldırma kuvveti artar. II. İfade yanlıştır.

Balonun sıvı altında bir hacmi vardır. Bu hacim bir miktar sıvının yerini değiştirir ve bunun sonucunda sıvı seviyesinde yükselme olur. Balon su yüzeyine çıkınca sıvı seviyesi tekrar eski konumuna geleceğinden sıvı seviyesinde düşme olur. Bunun sonucunda tabandaki sıvı basıncı azalır. III. İfade doğrudur.

İp kesilmeden balon su içinde yüzeye daha yakın olacak şekilde uzatılırsa balonun hacmi artacağından kaldırma kuvveti de artar. Bunun sonucunda ip gerilmesi artar. IV. İfade doğrudur.

Buna göre doğru cevap C seçeneğidir.

Çözüm – 5

Yoğunlukları d ve 2d olan eşit hacimli iki sıvı karıştırılırsa karışımın özkütlesi;

d_k =	d₁ + d₂	formülüyle bulunur.
	2

Buna göre d ve 2d yoğunluklu sıvıların özkütlesi;

d_k =	d + 2d
	2

d_k =	3d	olur.
	2

K cismi bu sıvıda üçte biri sıvı yüzeyinde kalacak şekilde yüzüyorsa;

=	2.d_K
	3d

d_K =	d
	2

Doğru cevap C seçeneği.

Çözüm – 6

KaldirmaKuvveti_T2C6

K cismi 1 birimlik hacmi sıvı içinde kalacak şekilde dengededir. Cisimlerin her bölmesinin hacmi V olsun. Buna göre X cismine etki eden kaldırma kuvveti;

F_K = V.d_x.g dir. Bu aynı zamanda cismin ağırlığına eşittir.

F_K= V.d_x.g= 5 kg

L cismine etki eden kaldırma kuvveti ise;

F_L = 2V.d_x.g= 10 kg dır.

Yüzen ve askıda kalan cisimlere uygulanan kaldırma kuvveti bu cisimlerin ağırlıklarına eşittir. Bu durumda X cisminin ağırlığı 5 kg, L cisminin ağırlığı ise 10 kg dır.

Cisimler üst üste konularak tekrar aynı sıvı içerisine konulacak olurlarsa L cisminin yoğunluğu sıvınınkine eşit ve K cisminin yoğunluğu sıvınınkinden küçük olduğundan sıvı üzerinde yüzecek şekilde dengede kalırlar. Cisimlere etki eden kaldırma kuvveti iki cismin ağırlıkları toplamına eşit olacaktır.

2 cismin ağırlığı toplamı 15 kg dır.

Şekil – 1 de X cismine etki eden kaldırma kuvveti;

F_K = 5 kg = V.d_x.g dir. Yani X sıvısı suyun içindeki her bölmeye 5 kg lık kuvvet uygulamaktadır. Şekil – 2 de cisimlerin n bölmesi suya batsın.

15 = n.V.g.d_x

15 = n.5

n = 3

Buna göre cisimlerin 3 bölmesi sıvıya batar. 2 numaralı kısım sıvı yüzeyine gelecek şekilde sıvı içinde yüzerler.

Doğru cevap B seçeneği.

Kaldırma Kuvveti Test II Soruları

Kaldırma Kuvveti Çözümlü Test-1

Kaldırma Kuvveti Test-3

SANATSAL BİLGİ