Sıvı İçindeki Cisimlerin Durumları

  • Cisimler kendi özkütleleri ve sıvının özkütlesine bağlı olarak yüzebilir, askıda kalabilir ya da batabilir.

Yüzme Koşulu

Yuzme_Kosulu

Cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden küçük ise cisimler hacimlerinin bir kısmı dışarıda kalacak şekilde dengede kalır. Bu durumda cisimler için yüzüyor denir.
Cisim dengede olduğundan

cismin_suda_dengesi

  • Cisim taşma kabına atıldığında taşırdığı sıvının hacmi batan hacmi kadardır.
  • VT = VB
  •  Cisim taşma kabına atıldığında taşırdığı sıvı ağırlığı,kaldırma kuvveti kadardır. Yüzen cisimlerde FK, G ye eşit olduğundan yüzen cisimler ağırlıkları kadar sıvı taşırır. Dolayısıyla kapta ağırlaşma meydana getirmezler.
  • FK = GT = G
  • VB.dsıvı.g = mT.g = m.g
  •  Cisimler sıvıda sıvıya göre özkütleleri oranında batarlar.
  • Bu yüzden aynı özkütleye sahip farklı hacimlerdeki cisimler aynı sıvı içine bırakıldıklarında batan hacimlerinin tüm hacimlerine oranı değişmez. Örneğin, tahta ve talaşın suya batma oranı eşittir.

sivida_denge

  • Herhangi bir katı kendi sıvısında yüzüyorsa erirken sıvı seviyesi değişmez

sivi

Yüzen cisimler atıldıkları kaptan sıvı taşımıyorsa kabı ağırlıkları kadar ağırlaştırır.



  • Cismin özkütlesi sıvınınkine eşit olduğunda bütün hacmi sıvı içinde olacak şekilde dengede kalır. Bu durumda cisim için askıda kalıyor denir.
  •  Cismin bütün hacmi sıvı içindeyken ve tabanın cisme tepkisi yokken cismin sıvı içinde bulunduğu yerin önemi yoktur.
  • dx = dy = dz = dsıvı
  • Cisim dengede olduğundan FK = G
  • Vbatan.dsıvı.g = Vcisim.dcisim.g
  • Vbatan = Vcisim
  • dsıvı = dcisim

Askida_Kalma_Kosulu

su


Batma Koşulu

Batma_Kosulu

  • Cismin özkütlesi sıvınınkinden büyük olduğunda cisim batarak kap tabanına değer.
  •  Cisme yukarı yönde kaldırma kuvveti ve kabın tepki kuvveti etki ederken bu kuvvetler ağırlığı ile dengelenir.

batma_kosulu_001

  • Cisim taşma kabına atıldığında hacmi kadar sıvı taşırır.
  • VC = VTaşan
  •  Taşma kabına atılan cisimler FK kadar sıvı taşırırdı.
  • Batan cisimlerde FK kadar yani ağırlıklarından daha az sıvı taşırır. Bu durumda kapta ağırlaşma olur.
  • Taşma kaplarında batan cisimlerin ağırlığı bulunurken kabın ağırlaşma miktarı ile taşan sıvı ağırlığı toplanır.

kaptaki_agirlasma_miktari

  • Kaptan sıvı taşmıyorsa batan cisimler kabı ağırlıkları kadar ağırlaştırır.

NOT: Özkütlesi içerisine atıldığı sıvının özkütlesinden büyük olan cisim dibe batar.

cismin_suda_agirligi

  • Hava ortamında ağırlığı G olarak ölçülen cisim, bir sıvıya daldırılınca cisim ağırlığı sıvının uyguladığı kaldırma kuvveti kadar hafifler.
  • Dinamometre fiekil I de D1, fiekil II de D2 değerini gösterdiğine göre,
  • D1 = G
  • D2 = G – F
  • D2 = D1 – F dir.
  • D1: Cismin havadaki ağırlığı
  • D2: Cismin sıvı içindeki ağırlığı

kaldirma_kuvveti

  • Bir cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin sıvı içine batan hacmine bağlı iken, cismin sıvı içerisinde bulunduğu derinliğe bağlı değildir. Buna göre, şekil I deki kap şekil II deki gibi tamamen aynı sıvı ile doldurulursa, L nin batan hacmi değişmediğinden L ye etki eden kaldırma kuvveti dolayısıyla ipteki gerilme kuvveti değişmez. K nin suya batan hacmi arttığından
  • K ye etki eden kaldırma kuvveti dolayısıyla ipteki gerilme kuvveti artar.
  • K > TK ve Tı
  • L = TL dir.

sivilarin_kaldirma_kuvveti_001

cismin_agirlasmasi

  • Sıvı dolu kaba bir cisim şekil I deki gibi sarkıtıldığında kap cisme etki eden kaldırma kuvveti kadar ağırlaşır.
  • İp şekil II deki gibi kesilirse, kap T ip gerilmesi kadar daha ağırlaşarak toplam ağırlaşma cismin ağırlığına eşit olur.

Cisim_tasima_düzeyi

  • Taşma düzeyine kadar türdeş bir sıvı ile dolu kaba K,L, M cisimleri atıldığında denge durumları şekildeki gibi oluyorsa K ve L cisimlerine etki eden kaldırma kuvvetleri cisimlerin ağırlıklarına eşittir. K ve L cisimlerinin taşırdıkları sıvının ağırlıkları kendi ağırlıklarına eşit olduğundan kapta bir ağırlaştırma meydana getirmezler.
  • M cismi ise, kendi ağırlığından daha az ağırlıkta sıvı taşırdığından kabı ağırlaştırır.

yuzen_cisimler

  • Yüzen ve askıda kalan cisimler ağırlıkları kadar sıvının, yüzen ve batan cisimler hacimleri kadar sıvının yerini değiştirir.
  • Sıvıda şekil I deki gibi Y cismi üzerine X cismi bırakılmıştır.
  • X cismi suya bırakıldığında sistem dengede iken sıvı yüksekliği h2 Y nin su üstünde kalma yüksekliği h1 dir.
  • şekil II deki gibi dibe batıyorsa, kaptaki sıvının yüksekliği h2 azalır.
  • Çünkü başlangıçta sıvının etki ettiği kaldırma kuvveti X ve Y nin ağırlıkları toplamına eşit iken X sıvının dibine battığında sıvının toplam kaldırma kuvveti azalır. Buna göre, cisimlerin batan hacimleri azalmıştır. Buna göre h1 artarken, h2 azalır.

sivilarin_oz_kutlesi

  • Özkütlesi sıvının özkütlesine eşit olan cisimler (dS =dX) kabın tabanına değecek biçimde fiekil I deki gibi bırakılırsa cisim bir miktar yukarı çıkarak şekil II deki gibi dengeye gelir.

cisme_etki_eden_kaldirma_kuvveti

bahar yayınevi uyarı

Sınavlara Hazırlık Arama Robotu
YGS & LYS TEOG KPSS TUS KPDS Ehliyet Sınavı PMYO JANA

Seçim esnek olup ilgili alanları seçiniz, Örneğin ehliyet sınavı için branş olarak matematik seçmeyiniz :)