Kaldırma kuvvetiyle ilgili 5 soru örneği
1. Yükün havadaki ağırlığı 3 N, sudaki ağırlığı ise 2,8 N'dur. Suyun yüke uyguladığı kaldırma kuvveti ne kadardır?
Pembahasan:
2. Bir metal havada ölçüldüğünde 100 N, suda ölçüldüğünde ise 80 N ağırlığındadır. Metalin hacmi nedir?
Pembahasan:
Şunlar bilinmektedir:
w = 100 N
w hava = 80 N
Soruldu: Metal hacmi ?
Suya batırılan metalin hacmi, yer değiştiren suyun hacmine eşittir.
3. Bir taşın kütlesi 10 kg'dır. Su içinde tartıldığında taşın kütlesi 8,2 kg'dır. Taşın yoğunluğu nedir?
Pembahasan:
Şunlar bilinmektedir:
g = 9,8 m/s2
m = 10 kg
m su = 8,2 kg
Sorulan soru: Kayanın yoğunluğu ( ? )
Cevap :
4. Uzunluğu 2,5 m, genişliği 0,5 m ve kalınlığı 0,4 m olan bir tahta blok. Tahta suya batırılırsa ve suyun yoğunluğu 1000 kg/m³ ise , yukarı doğru etki eden basıncın büyüklüğü nedir? (g = 10 N/kg)
400 K
B. 500 K
C.4.000 N
D.5.000K
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Dikdörtgenler prizmasının hacmi (V) = uzunluk x genişlik x kalınlık = 2,5 x 0,5 x 0,4 = 0,5 m³
Suyun yoğunluğu ( ρ ) = 1000 kg/ m³
Yerçekimi ivmesi (g) = 10 N/kg
Sorulan soru: Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü
Cevap :
Kaldırma kuvveti formülü:
F = ρ g V
Açıklama: F = kaldırma kuvveti, ρ = Yoğunluk, g = yerçekimi ivmesi, V = hacim
Su altında kalan tüm cisimlerin hacimleri dikkate alınarak, kaldırma kuvveti yukarıdaki formül kullanılarak hesaplanır.
F = (1000)(10)(0,5) = (1000)(5) = 5000 Newton
Doğru cevap D şıkkıdır.
5. Bir cismin havadaki ağırlığı 100 N'dur. Cismin hacmi 1,5 m³ artacak şekilde bir sıvıya yerleştiriliyor . Sıvının özgül ağırlığı 10 N/m³ ise , cismin sıvı içindeki ağırlığı nedir?
1.500 K
B. 115 K
C.85 N
D.6,7K
Pembahasan
Şunlar bilinmektedir:
Cismin havadaki ağırlığı (w) = 100 Newton
Sıvı hacmindeki artış = sıvıya batırılan cismin hacmi (V) = 1,5 m³
Sıvının özgül ağırlığı = 10 N/ m³
Aranıyor: Bir cismin sıvı içindeki ağırlığı
Cevap :
Bir cismin sıvı içindeki ağırlığının formülü:
Sıvıdaki cismin ağırlığı = havadaki cismin ağırlığı – kaldırma kuvvetinin büyüklüğü
Sıvı içindeki cismin ağırlığı = 100 Newton – kaldırma kuvvetinin büyüklüğü
Öncelikle kaldırma kuvvetinin büyüklüğünü hesaplayın, böylece cismin sıvı içindeki ağırlığını hesaplayabilirsiniz.
Kaldırma kuvveti formülü:
F A = ρ g V
Bilgi:
F A = kaldırma kuvveti = bir sıvının, sıvı içinde bulunan bir cisme uyguladığı kuvvet
ρ = sıvının yoğunluğu
g = yerçekimi ivmesi
V = sıvıya batırılmış cismin hacmi
Yerçekimi ivmesi (g) biliniyor, sıvıya batırılmış cismin hacmi biliniyor, ancak yoğunluk henüz bilinmiyor. Bu nedenle, öncelikle sıvının yoğunluğunu hesaplayın.
Özgül ağırlık:
Sıvının özgül ağırlığı = 10 N/ m³
w / V = 10 N/m 3
mg / V = 10 N/m 3
m (10) / V = 10 N/m 3
m / V = 1 kg/m 3
ρ = 1 kg/ m³
Dolayısıyla sıvının yoğunluğu 1 kg/m³'tür.
Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü :
FA = ρ gV = ( 1 kg/m³ ) (10 m/s² ) (1,5 m³ ) = 15 kg m/s² = 15 Newton
Bir cismin sıvı içindeki ağırlığı:
Sıvı içindeki cismin ağırlığı = 100 Newton – 15 Newton
Sıvı içindeki cismin ağırlığı = 85 Newton
Doğru cevap C şıkkıdır.
Arşimet yasası ile ilgili örnek sorular
