basınç ve 4 kaldırma Ünite kuvveti - 9 fizik konu...
TRANSCRIPT
1. Katı,SıvıveGazBasıncı
2. KaldırmaKuvveti
Basınçve KaldırmaKuvveti
4Ünite
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
3
3. A B
SistemdengedeolduğunagörePAvePBbasınç-larıeşittir.
Yanıt C dir.
4. Sıvılariçindebulunduklarıkabınbütünyüzeylerinebasınç uygular. Bu nedenleMerve'nin açıklamasıdoğrudur.
Katıcisimyataydüzlemdeisebasınçkuvveticisminağırlığınaeşittir.Fakatcisimeğikdüzlemüzerindeisebasınçkuvvetiağırlığındanküçüktür.Buneden-leÇağrı'nınaçıklamasıherzamandoğrudeğildir.
Açıkhava,yerçekimikuvvetivehavamolekülleri-ninhareketindendolayıtemasettiğibütünyüzeyle-rebasınçuygular.BunedenleMehmet'inaçıklama-sıdadoğrudur.
Yanıt E dir.
5. tahta
su
X gazı
A
Suyun içine tahta parçası atılınca tahtanın batanhacmikadarsu,kaptantaşar.Budurumdasuyük-sekliği değişmez. Su yüksekliği değişmediği içinsuyunAnoktasınayaptığıPAbasıncıdeğişmez.Suyunyaptığıbasınçdeğişmediğindengazbasıncıdadeğişmez.
Yanıt E dir.
Test1'inÇözümleri
1.
yatay
K L
Düzgün yükselen cisimler için basınç, P = hdgbağıntısı ilebulunur.KveLprizmaları içinP,d,gdeğerleriaynıolduğunagöre h değerlerideeşitolmalıdır.
KveLprizmalarınınkesitalanlarıbilinmediği içinBuprizmalarınkütlelerinineşitolduğunusöyleye-meyiz.
Katıcisimleriçinbasınç;
PA
G=
bağıntısıylabulunur.K,Lprizmalarınınbasınçları
eşitolduğunagöre AğırlıkKesitalanı
oranlarıeşitolmalı-dır.
Yanıt D dir.
2.
m
2m
3m
X
Y Z
Kabın içindeki gaz basıncı, açık hava basıncı ilekütlelerinoluşturduğubasıncıntoplamınaeşittir.
P PA
mg
X 0= +
P PA
mg2
Y 0= +
P PA
mg3
Z 0= +
olduğundanPZ>PY>PX sonucubulunur.
Yanıt D dir.
Katı,SıvıveGazBasıncıTestÇözümleri1
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI4
9. TıpayauygulananFkuvveti F
sıcakçay
tıpayı aşağıya indirerekgazınhacminiküçültür.Hacmiküçü-lengazınbasıncıartar.
Gazbasıncındakiartıştemas-ta bulunduğu sıvıya aktarılır.Sıvı,üzerineuygulananbasın-cıheryöndeveayneniletir.
Buyollaoluşanbasınç,dışarı-dakibasınçtanbüyükolduğun-dansıvıdışarıakar.
Sıvı basıncı, sıvının derinliği ile doğru orantılıdır.Ancakbuolaydaetkilideğildir.
Yanıt C dir.
10.
X
yatay
Y
GX GY
yatay
ip
XveYcisimlerininağırlıklarınışekildekigibigöste-rebiliriz.İpinbağlıolduğunoktayagöretorkalınırsa;
GX·1,5=GY · 2
G
G
3
4
Y
X=
bulunur.KatıbasıncıPA
G= bağıntısıilebulunur.
Buradan;
PA
G
X
X=
PA
G
2Y
Y=
· ·
·
P
P
A
G
G
A
G
G
P
P
22
23
4
3
8
Y
X X
Y Y
X
Y
X
= =
= =
bulunur.
Yanıt A dır.
6. MLK
3A2AA
Sıvı düzgün yükselen kapta bulunuyorsa sıvı ba-sınçkuvvetisıvınınağırlığınaeşitolur.Bunagöreherdurumdasıvıbasınçkuvvetlerieşitolur.
Yanıt E dir.
7. Sıvıbasıncı P=hdg bağın-
sv
L
K
F
x
tısıylabulunur.Bağıntıdakih,istenilennoktanınsıvıyüzeyi-nedüşeyuzaklığıdır.Pistonxkadar yukarı doğru itilince Knoktası üzerindeki sıvı yük-sekliğiartarken,Lnoktasıüze-rindeki sıvı yüksekliği azalır.BunedenlePKartar,PLaza-lır.
Yanıt B dir.
8. Denizseviyesindenitibaren yükseğe çıktıkça açık havabasıncıazalır.Balonesnekol-duğu içindışbasınçazalıncaiçbasınçdaazalır.OhâldeI.yargıyanlıştır.
Balon içindeki hidrojen gazı-nın basıncının azalabilmesiiçinbalonunhacmiartmalıdır.II.yargıdoğrudur.
Balonun hacmi arttığı için balon içindeki hidrojengazınınözkütlesiazalır.III.yargıyanlıştır.
Yanıt B dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI 5
13.
F R
S
K
sv
hava
A
PistonRdüzeyindenSdüzeyinegetirilincehava-nınhacmiazaldığıiçinkapiçindekihavanınbasıncıartar.
KapiçindekihavabasıncıarttığındaKnoktasındakitoplambasınçartar.AncakKnoktasındakisıvıba-sıncıdeğişmez.
Yanıt B dir.
14.
6Sx1
x2
x3
9S
3S S
S2
S3
Çivinin geniş yüzeyine uygulanan kuvvet, küçüksivriyüzeyeayneniletilir.Ancaksivriyüzeydekiba-sınçdahabüyükolur.
Çekicinvurulduğuyüzeyleringenişliğiönemlideğil-dir.Tahtailetemasedenyüzeyönemlidir.Sivriyü-zeylereiletilenkuvvetlereşitolduğunagöreyüzeyalanıenküçükolanuçtabasınçdahabüyükolacak-tır.Bunedenleçivilerintahtadakiilerlememiktarlarıarasındakiilişkix2>x1>x3şeklindeolur.
Yanıt C dir.
11.Gazlarıbirbirindenayıranzarlaresnekolduğuiçingazlarınbasınçlarıeşitolmalıdır.
A B C
Şekil Imusluk
A B C
Şekil IImusluk
esnek zar
Ayrıcazarlarsağadoğruesnediğiiçin,muslukaçı-lıncaiçeriyehavagirdiğiniveherbirgazınbasıncı-nınarttığınısöyleyebiliriz.
Yanıt E dir.
12.Basınçyön içermediğindenskalerbirbüyüklüktür.BunedenleI.öncülyanlıştır.
SIbirimsistemindebasınçbirimiatmdeğilPadır.BunedenleII.öncülyanlıştır.
Basınç kuvveti, kuvvet çeşidi olduğu için vektörelbirbüyüklüktür.BunedenleIII.öncüldoğrudur.
Yanıt C dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI6
16.
1
2 3
F1yatay
F2 F3
Katılardabasınçkuvveti, yüzeyalanınavecisminbiçimine bağlı değildir. Sadece cismin ağırlığınabağlıdır.Bunagöre1,2,3numaralıcisimlerinya-tayzemineuyguladığıF1,F2,F3basınçkuvvetlerieşittir.
Yanıt D dir.
15.
P1
P2
3d
2dh2
h1
AynıseviyedekiP1veP2sıvıbasınçlarıbirbirineeşittir.
P1=P2
h1 · d1·g=h2 · d2 · g
h1·3d=h2 · 2d
h
h
3
2
2
1= bulunur.
Yanıt E dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI 7
3.
L MK
dK dL dM
İlkdurumdakaplarıntabanlarındakisıvıbasınçlarıeşitolur.Kaplara2dözkütlelisıvılarilaveedildiğin-de kaplardaki karışımların özkütleleri arasındakiilişkidK < dL < dMolur.SıvıbasıncıP=h·d·gba-ğıntısıilebulunduğundanbasınçlararasındakiilişkiPK<PL<PMolur.
Yanıt A dır.
4. PistonunkesitalanıAolsun.
Şekil I
F1
h
h
K
İlk durumda şekildeki K noktasındaki basınç
P1=h
2·d·g,basınçkuvvetideF1=P1Adır.
Pistonhkadaritildiğindesıvıhkadardahayük-
seldiğindenKnoktasındakibasıçP2=(h
2+h)·d·g
basınçkuvvetideF2=P2·Aolur.
F2 K
Şekil II
Budurumda,
.
F
F
P A
P A
P
P
F
F
hd g
hd g
bulunur
2
3
2 1
3
·
·
· ·
· ·
2
1
2
1
2
1
2
1
= =
= =
Yanıt E dir.
Test2'ninÇözümleri
1.
2A
2AA
Ayatay(yer)
Yataydüzlemüzerindedurankatıcisimleriçinba-sınçkuvveticisminağırlığınaeşittir.Bunedenleci-simyanyatırılırsaFbasınçkuvvetideğişmez.
Basınç,birimyüzeyedikolarakuygulanankuvvet-tir.Yüzeyartarsabasınçazalır.CisimyanyatırılırsayüzeyartacağındanPbasıncıazalır.
Yanıt D dir.
2. Pascalprensibinegöre,sıvınınbirnoktasınayapı-lanbasınçsıvınıntemasettiğibütünyüzeylereay-neniletilir.PistonlaraynıseviyededengelendiğinegöreşekildekiRveSnoktalarındakibasınçlarbir-birineeşitolmalıdır.
3A2AR
sıvı
S
.
P P
A
G
A
G
G G bulunur
2 3
4
3
8
R S=
=
=
l
l
Yanıt E dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI8
7. K
sv
Daralankaplardakisıvılarınağırlığıkaptabanında-kisıvıbasınçkuvvetindenherzamanbüyüktür.BunedenleFkesinlikleartar.
Sıvı,boşolanKkabınaboşaltıldığındasıvıyüksek-liğiartacağındankabın tabanındakiPsıvıbasıncıartar.
Yanıt C dir.
8.
sıvıK
F
LM
Paskalprensibinegöresıvınınbirnoktasındakiba-sınçartışısıvının temasettiğibütünnoktalaraay-neniletilir.BudurumdaFkuvvetininoluşturduğubasınçartışısıvınınheryerindeaynıolacaktır.YaniPK=PL=PMolur.
Yanıt E dir.
5.
h2
h1
L MK
Bernoulli ilkesine göre akışkanların hızının arttığıyerdebasınçazalır.KucundanüflenincehavanınLnoktasındakihızıMninkindenbüyükolacağından,L noktasındakibasınç M ninkindendahaküçükolur.I.yargıdoğrudur.
L noktasındakibasınç M ninkindendahaküçükolursah1artar,h2azalır.Budurumdah1>h2olur.II.yargıdadoğrudur.
Yanıt D dir.
6.
F1 F2
F3
SıvılarınağırlıklarıGolsun.Düzgünyükselenkap-larda sıvı basınç kuvveti sıvının ağırlığına eşittir.YanibirincidüzenekteF=Gdir.
Giderek daralan kaplardaki sıvıların ağırlığı kaptabanındaki sıvı basınç kuvvetinden küçüktür. F2 > G
Giderek genişleyen kaplardaki sıvıların ağırlığıkaptabanındakisıvıbasınçkuvvetindenbüyüktür. G>F3
Buna göre, sıvı basınç kuvvetleri arasındaki ilişkiF3<F1<F2biçimindeolur.
Yanıt C dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI 9
11.
yer (yatay)
K L M
DüzgünyükselenkatıcisimleriçinbasınçP=hdgolduğundanPK=PL=PMolur.
M silindirindeki parçanın tamamı M çıkarılsaydı basınç değişmezdi.Üstteki parça fazlalık olduğu içinPMbasıncıenbüyükolacaktır.
Yanıt A dır.
12.
K L
d1
d2
d3
Uborusundaözkütlesienbüyükolansıvıenalttabulunur.Budurumda d1 < d3 < d2 olur. I. yargıdoğru,III.yargıyanlıştır.
K-LseviyesininaltındaaynısıvıolduğuiçinKveLnoktalarındakisıvıbasınçlarıeşitolur. II.yargıdoğrudur.
Yanıt D dir.
9. svsv
Kabınyereuyguladığıbasınçkuvvetikabınağırlığı-naeşittir.Bunedenlebasınçkuvvetideğişmez.
Kaptersçevrilirseyeretemasedenyüzeyalanıar-tacağındanbasınçazalır.
Yanıt C dir.
10.Pistonitilincedüzgünyükselensıvı-
F1
sıvı
nın yüksekliği değişmediği için sıvı-nınoluşturduğubasınçkuvvetideğiş-mez.
Genişleyen kaptaki sıvı itilince
F
sıvı
2
sıvınıntoplamyüksekliğiazaldığıiçin sıvının oluşturduğu basınçkuvvetideazalır.YaniF2azalır.
Daralankaptakisıvıitilincesıvının
F3
sıvı
toplam yüksekliği arttığı için sıvınınoluşturduğu basınç kuvveti de artarYaniF3artar.
Yanıt B dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI10
15.Pipetle su içerken pipet içindeki basıncı azaltırız.Bunun sonucunda açık hava basıncı suyu pipetiçindeyukarıdoğruiter.Bunedenlehavasıboşaltıl-mışbirortamdapipetlesuiçemeyiz.
Elektriksüpürgesininmotoruboru içindekibasıncıazaltır.Açıkhavabasıncıdadışarıdakihavayıboruiçine iter. Böylece süpürme işlemi gerçekleşir. Bunedenlehavasıboşaltılmışbirortamdaelektriksü-pürgesiiletemizlikyapılmaz.
Camatemasedenvantuzakuvvetuygulandığındaiçindekihavaboşalır.Bundansonratektaraflıuy-gulananaçıkhavabasıncı,vantuzucamayapıştıra-rakdüşmesiniengeller.Havasıboşaltılmışortamdavantuzcamayapıştırılamaz.
Yanıt E dir.
16.
Patenlerin temasyüzeyininazolması,basıncıar-tırıpbuzueritmekvebununsonucundasürtünmekuvvetiniazaltmakiçindir.
Yanıt E dir.
13.Birimyüzeyedikolarakuygulanankuvvetebasınçdenir.Cisminağırlığımgolduğundan;
mg
K
60°
K
mg·cos60°
PA
mg
1=
°· oscP
A
mg 60
2=
.P
Pbulunur2
2
1=
Yanıt B dir.
14. 3G 2G
K L
KveLcisimlerininyereyaptıklarıbasınçlarıneşitolabilmesiiçinağırlıklarısırasıyla3Gve2Golma-lıdır.
Bunagöre;
K
L
3G
2G
2A
P 52= G
yer
.
PA
G
PA
G G
PA
G
P P bulunur
3
3
2
3 2
2
5
2
5
=
=+
=
=
l
l
l
Yanıt A dır.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI 11
3.
h
h
h
yer
M
basnç
zaman0
Busorudasuyunkabıntabanınauyguladığıbasınçsorulsaydı cevapAseçeneğiolurdu.Ancakkabınyereuyguladığıbasınçsorulmuş.Başlangıçtakabınbirağırlığıolduğundan,yereuyguladığıbasınçsıfır-dan farklıdır.DahasonrasabitdebiliMmusluğun-danakansuilekabınağırlığıdüzgünbirşekildear-tar.BudurumauygungrafikDseçeneğindekigibidir.
Yanıt D dir.
4. IveIIileverilenlerbasıncınbirimleridir.IIIileverilenisekütleninbirimidir.
Yanıt D dir.
5.
Y
Y
Z
X
yatay (yer)Şekil I Şekil II
2SS
X,Y,ZcisimlerininağırlığınaGX,GY,GZdiyelim.
ŞekilIdeX+Ycisimlerininyereyaptığıbasınç,Şe-kilIIdeY+Zcisimlerininyereyaptığıbasıncaeşittir.Buradan;
S
G G
S
G G
2
X Y Y Z+
=+
2GX + 2GY=GY + GZ
2GX + GY=GZ
yazabiliriz.Bunagöre Ive II.önermelerkesinlikledoğrudur.
Yanıt C dir.
Test3'ünÇözümleri
1.
S
1 2 3
Syatay 2S
Yatay düzlemle temas yüzeyi S olan bir cismin
yüzeyeyaptığıbasınçPS
F= bağıntısı ilehesap-
lanır. Bağıntıdaki F, cismin ağırlığı olup aynı za-
mandabasınçkuvvetiadınıalır.Birbaşkaifadeyle, F=P·Syazabiliriz.
Ayrıcadüzgündiksilindirikyadaprizmatikcisim-lerin basıncı,P=hdgbağıntısı ile dehesaplanır.Bunagöre,aynımaddedenyapılmışveyükseklik-leri eşit her üç cismin yatay yüzeye uyguladıklarıbasınçkuvvetleriarasındakiilişkiiseF2>F1=F3 olur.
Yanıt D dir.
2.
h
2h
2d 2dd
X Y
Z
yatay (yer)
YveZsilindirleridüzgüngeometrikbiçimlikatıci-simlerdir.P=hdgbağıntısından,PY=PZolduğubulunur.
Xkesik konisi ileYsilindirininbasınçları karşılaş-tırıldığında ağırlıklarının yüzey alanına oranı gözönüne alınır. Koninin kesik olmasından dolayı PY >PX bulunur.Herüç cisimkarşılaştırıldığındaPY=PZ>PXolur.
Yanıt C dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI12
8.
S
2S
1,5h
3hF1 F2
Inoktasındakisıvıyüksekliği1,5h; IInoktasındakisıvıyüksekliği3hdir.IyüzeyininalanıS,IIyüzeyi-ninalanı2Sdir.
.
F hdSg
F hdg S hdgS
FF
hdgS
hdgS
23
3 2 6
623
41
1
2
2
1
=
= =
= =
Yanıt E dir.
9.
cva
Yapılan deneyin gerçek amacı, barometrede sıvıyüksekliğininnelerebağlıolduğunubulmaktır.
Deneyde, öncedeniz kenarında sonra yüksekbirdağın tepesinde sıvı yüksekliğine bakılarak açıkhavabasıncıölçülüyor.
Deney,cıvayerinebaşkabirsıvı ileaynıyerlerdetekrarlanarak sıvı cinsinin, boruda sıvı yüksekliğiüzerindekietkisiinceleniyor.
Deney, farklı kalınlıktaki borularla aynı yerlerdetekrarlanıyor. Burdaki amaç boru kalınlığının sıvıyüksekliği üzerindeki etkisini araştırmaktır. Farklısıvılarladeneyyapıldığındaborudakisıvıseviyelerifarklı çıkar. Ancak açık hava basıncının değerideğişmez.BunedenleEseneğidoğrudeğildir.
Yanıt D dir.
6.
sv
yüksekliği özkütle
1 2 3
1numaralıkaptakisıvıyüksekliği4h,özkütlesi3disebukabıntabanındakisıvıbasıncı;
P1=4h·3d·g=12hdg
dir.Benzerbiçimde;
P2=5h·d·g=5hdg
P3=3h·3d·g=9hdg
olur.Bunagöre,P1>P3>P2dir.
Yanıt B dir.
7. I. X kabındaki sıvının hacmiY kabındaki sıvınınhacmindenbüyüktür.Buikikaptakisıvıkütlele-rinineşitolmasıiçinözkütleleriarasındadL > dK ilişkisiolmalıdır.Bunagöre,ikisıvınınözkütlesifarklıdır.
II. SıvıbasıncınıverenbağıntıP=hdgdir.Herikikapiçinhvegaynı,disefarklıdır.Bunedenlekapların tabanına uygulanan sıvı basınçlarıfarklıdır.
III. Ykabınıntabanındakisıvı
Y kab
L
sıvısı
basınçkuvvetikesikliçiz-giler arasında kalan sıvı-nın ağırlığına eşittir. Bunedenle her iki kaptakibasınçkuvvetleride fark-lıdır.
Yanıt E dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI 13
12.
Şekil I
K
L
M
Şekil II
M
L
K
P=
S
4G
P =2S
12GP =
2
3P
Yanıt B dir.
13.
hava
muslukları
KL
uygulanan
kuvvet
sv
Havanın oluşturduğu basınç, K kabındaki sıvınınyüzeyine uygulanır. Sıvılar kendilerine uygulananbasıncıtemastabulunduklarıtümyüzeylereaynenilettikleriiçinLpistonuüzerindebüyükbiritmekuv-vetioluşurvearabayükselir.
III.bilgidoğrubirbilgidirancakbudüzenektekulla-nılmamıştır.
Yanıt C dir.
10. K
Z
Y
X
Borularvekabınanakısmıaynıseviyeyekadardo-lar.BuseviyeKnoktasıdır.
Yanıt A dır.
11.
Şekil II
hava
Şekil I
balon
cam fanus
hava
balon
cam fanus
hava
ŞekilIdekifanusuniçindebulunanhavaboşaltılın-cakaptakibasınçazalacaktır.BuyüzdenbalonunüzerindekibasınçdaazalacakvebalonŞekilIIdekigibişişecektir.Balonunhacmibüyüyünceiçbasıncıazalır.
Yanıt D dir.
Nih
at B
ilgin
Yay
ıncı
lık©
KATI, SIVI VE GAZ BASINCI14
16.
L
KvK
vL
P0
P0
P1
P0 > P1
Normalkoşullardaaraçlaraçıkhavabasıncınınet-kisindedengededir.Hızlıbir şekildehareketedenaraçlararasındakibasınçazalır.
Akışkanınhızınınarttığıyerdebasınçazalır.Basınçazaldığıiçindearaçlaraçıkhavabasıncınınetkisiy-lebirbirinedoğruçekilmişolur.
Yanıt A dır.
14.Verilen üç bilgi de doğrudur, ancak sıvı basıncı-nınsıvıderinliği iledoğruorantılı olarakarttığına;I.bilgikanıtolabilir.
Yanıt A dır.
15.
hh
h
II
gaz
I
boşluk
III IV
boşluk
h
III numaralı düzenekte açık
III
P0
h
P0
havabasıncı(P0)herikikoladauygulanıyor.Açıkhavabasıncıdeğiştiğinde her iki kolda daaynı değişiklik olduğu için so-nuçdeğişmez.
Yanıt C dir.