Sıvıların Kaldırma Kuvveti Çözümlü Sorular

Sıvıların kaldırma kuvveti konusuyla ilgili çözümlü sorular. Soru Sayısı: 11 Soru 1  Şekil 1 de ağzına kadar su dolu olan kaba, şekil 2 dek...

Sıvıların kaldırma kuvveti konusuyla ilgili çözümlü sorular.
Soru Sayısı: 11

Soru 1 Şekil 1 de ağzına kadar su dolu olan kaba, şekil 2 deki gibi bir cisim bırakılıyor.
Cisimle ilgili olarak aşağıdaki ifadelerden hangisi ya da hangileri doğrudur?

1. Cisme uygulanan kaldırma kuvveti cismin ağırlığı kadardır.
2. Cismin yoğunluğu suyun yoğunluğundan azdır.
3. Cisimden küçük bir parça koparılsa suda batar.
4. Cisme etki eden kaldırma kuvveti, ağırlığın ters yönündedir.
5. Cisim ağırlığı kadar su taşırır.
6. Taşan suyun hacmi, cismin hacminden azdır.
7. Taşan suyun ağırlığı cisme uygulanan kaldırma kuvvetini verir.
8. Kapta ağırlaşma olmaz.
9. Daha büyük bir kapta cisim suda batar.
10. Su yerine alkol kullanılsaydı, cisim alkolde batabilirdi. (dsu=1 g/cm3, dalkol = 0.8 g/cm3)

1. Doğru: Cisim su üzerinde dengede kaldığı için kaldırma kuvveti ile ağırlıkları eşit olur.
2. Doğru: Yüzen cisimlerde cismin ağırlığı sıvının ağırlığından az olur.
3. Yanlış: Cismin yoğunluğu değişmeyeceği için su üzerinde yüzecektir.
4. Doğru: Kaldırma kuvveti yukarı, cismin ağırlığı aşağı yöndedir.
5. Doğru: Yüzen cisimler ağırlığı kadar su taşırır.
6. Doğru: Cismin tamamı batmadığı için taşan suyun hacmi de az olacaktır.
7. Doğru: Yüzen cisimlerde kaldırma kuvveti, cismin ağırlığı ve taşan sıvının ağırlıkları eşittir.
8. Doğru: Cismin ağırlığı kadar sıvı taştığı için kapta ağırlaşma olmaz.
9. Yanlış: Suyun yoğunluğu suyun miktarına göre değişmediğinden, cisim suda yine yüzecektir.
10. Doğru: Alkolün yoğunluğu suyun yoğunluğundan az olduğu için, cisim alkol içinde batabilirdi. (Cismin yoğunluğu verilmediği için kesin bilemiyoruz.)

Soru 2 Şekildeki X, Y, Z cisimlerinin yoğunluklarını karşılaştırınız.

X, Y, Z cisimlerinin hepside sıvı içerisinde askıda kalmaktadır. Bu nedenle cisimlerin yoğunlukları eşittir. Not: Askıda kalan cisimler sıvı içerisinde çeşitli konumlarda bulunabilir.

Soru 3 Şekildeki tahta K,L,M sıvıları içerisinde şekildeki gibi bulunmaktadır. Buna göre K, L, M sıvılarının yoğunluklarını karşılaştırınız.

Yoğunluğu büyük olan sıvı cismi yüzdürecektir. Yoğunluğu düşük olan sıvı da cismi batıracaktır. K sıvısı en büyük, M sıvısı orta, L sıvısı ise en düşük yoğunlukta olacaktır. K>M>L

Soru 4  Şekildeki K, L, M cisimlerinin hacimleri eşittir. 

1. Bu cisimlere etki eden kaldırma kuvvetlerini karşılaştırınız.
2. Cisimlerin yoğunluklarını karşılaştırınız.

1. Kaldırma kuvveti cisimlerin batan kısımlarının hacmine bağlı olduğu için L ve M cisimlerinin batan hacimleri eşit olduğu için kaldırma kuvvetleri eşittir. K nın batan kısmını hacmi az olduğu için kaldırma kuvveti de az olacaktır. L=M>K
2. L ve M cisimleri askıda kalmış, K cismi yüzmüştür.
Yoğunlukların karşılaştırması L=M>K

Soru 5 Ali dinamometrenin ucuna astığı cismi önce şekil 1 deki gibi, daha sonra şekil 2 deki gibi deney düzeneğini kuruyor.

1. şekil ile 2. şekilde dinamometrenin gösterdiği değer nasıl değişir?

Bu deneyde göstermek istediği nedir?

1. 1. Dinamometre 2. dinamometreden daha fazla ağırlık (Kuvvet) gösterecektir. Cisim sıvı içerisinde az battığı için kaldırma kuvveti de az olacaktır, dinamometre fazla değer gösterecektir.
2. Deneyin amacı cismin batan kısmının hacmi arttıkça kaldırma kuvveti de artar, cismin dinamometredeki (görünen ağırlığı) azalır.

Soru 6 Kabın içerisindeki K L ve M cisimlerinin ağırlıkları eşittir. Cisimlere uygulanan kaldırma kuvvetinin karşılaştırınız.

Yüzen ve askıda kalan cisimlerde ağırlık kaldırma kuvvetine eşittir.(G=Fk) Batan cisimlerde de ağırlık kaldırma kuvvetinden fazladır. Bu nedenle K ile L nin kaldırma kuvvetleri de eşit olacaktır. M nin kaldırma kuvveti ise daha az olacaktır.
K=L>M olur.

Soru 7: K ve L cisimleri, X ve Y sıvıları içerisinde şekildeki gibi bulunmaktadır. X ve Y sıvıları birbirine karışabildiğine göre, K ve L cisimleri sıvı karışımında hangi halde bulunur?

Sıvıların karışımında yoğunluk iki sıvının yoğunluğunun arasındadır.
K cismi X sıvısında yüzmekte, Y sıvısında da askıda kalmaktadır. Karışımda da K cismi yüzecektir.
L cismi X sıvısında batmış Y sıvısında da askıda kalmıştır. Karışımda da batacaktır.
K yüzer L batar

Soru 8: Şekildeki K, L, M ve N cisimlerinin hacimleri eşittir. Bu cisimlere uygulanan kaldırma kuvvetlerini karşılaştırınız?

Cevap 
Kaldırma kuvveti cismin batan kısmının hacmi ile orantılıdır. K cisminin tamamı batmadığı için batan kısmının hacmi azdır. L, M ve N  cisimlerinin tamamı battığı için batan kısımlarının hacimleri eşittir.

Cisimlere etki eden kaldırma kuvvetleri L=M=N>K dir.

Soru 9: 20 N ağırlığındaki A cismi su ve tuzlu su içerisine bırakıldığında şekildeki gibi dengede kalmaktadır. Buna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız?

1. A cismine uygulanan kaldırma kuvvetlerini karşılaştırınız?
2. Su ve tuzlu suyun yoğunluklarını karşılaştırınız?
3. Kaplarda yer değiştiren sıvıların hacimlerini karşılaştırınız?
4. 1. kapta ve 2. kapta yer değiştiren sıvıların ağırlıklarını karşılaştırınız?
5. Kaplardaki ağırlaşma miktarını karşılaştırınız?

Cevaplar
1. A cismi su ve tuzlu suda yüzdüğü için ağırlıkları ile kaldırma kuvvetleri birbirine eşittir. Her iki kapta da kaldırma kuvvetleri 20 N dir.

2. A cismi suda çok, tuzlu suda az battığı için tuzlu suyun yoğunluğu fazladır.

3. 1. Kapta 3 hacim cisim battığı için, 3 hacim sıvı yer değiştirmiştir, 2. kapta ise 2 hacim sıvı yer değiştirmiştir.

4. 1. ve 2. kapta yer değiştiren sıvının ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir. Bu nedenle yer değiştiren sıvıların ağırlıkları birbirine eşittir. (20 N)

5. Kaplardan dışarı sıvı taşmadığı için her iki kapta da 20 N ağırlaşma gerçekleşir.

Soru 10: Şekildeki tabloda verilen X, Y ve Z cisimlerinin yoğunluklarını bularak su içerisine atıldığında yüzüp yüzmeyeceğini belirtiniz? (d su = 1 g/cm³)

Cevaplar
X için
d=m/v
d= 10 g/20 cm³
d= 0,5 g/cm³ su içinde yüzer

Y için
d=m/v
d= 50 g/50 cm³
d= 1 g/cm³ su içinde askıda kalır.

Z için
d=m/v
d= 80 g/100 cm³
d= 0,8 g/cm³ su içinde yüzer

T için
d=m/v
d= 120 g/80 cm³
d= 1,5 g/cm³ su içinde batar

Soru 11: Havada ağırlığı ölçüldüğünde 24 N gelen X cisminin, sıvı içerisinde yarım batırıldığında 18 N değeri göstermektedir. X cismi tam batırıldığında dinamometre de okunacak değerler nedir? 

Cevap
Sıvı içerisinde dinamometre de okunacak değer havadakinden daha az olacaktır.
Kaldırma kuvveti = Cismin havadaki ağırlığı – Cismin sıvıdaki ağırlığı

Sıvı içerisine yarım batırıldığında kaldırma kuvveti, cismin ağırlığındaki azalma kadar olacaktır.
Kaldırma kuvveti = 24 – 18 = 6 N dır.

Cismin tamamı daldırıldığında hacim iki kat arttığı için kaldırma kuvveti iki katına çıkacaktır.
Kaldırma kuvveti = 2 x 6 = 12 N
Dinamometre de okunan değer 24 N – 12 N = 12 dir.