close

Enter

Log in using OpenID

26/03/2015 PERŞEMBE 37.YARIŞ GÜNÜ RAPORU İzmir

embedDownload
Kazanım Sayısı
A-
KALDIRMA KUVVETİ (ARCHİMEDES PRENSİBİ) Süre
1-
Kütle
Kazanım: 1.7

1.7

1.7
2-
1.2
Kaldırma kuvvetinin, cisme aşağı yönde etki eden kuvvetin etkisini azalttığı sonucuna varır.
Bazı öğrenciler yer çekimi kuvvetinin, sıvı içindeki cisimlere etki etmediği yanılgısına sahip olabilir.
Bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin büyüklüğünün, cismin batan kısmının hacmi ile ilişkisini araştırır.
Bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin büyüklüğünün, cismin daldırıldığı sıvının yoğunluğu ile ilişkisini araştırır.
Farklı yoğunluğa sahip sıvıların cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetini karşılaştırır ve sonuçları yorumlar.
Sıvıların ve gazların kaldırma kuvvetinin teknolojideki kullanımına örnekler verir ve bunların günlük hayattaki
önemini belirtir.
Gazların da cisimlere bir kaldırma kuvveti uyguladığını keşfeder.
Cisimlerin Havadaki Durumları
Kazanım: 1.14
10-
Cismin sıvı içindeki ağırlığının daha az göründüğü sonucunu çıkarır.
Sıvı içindeki cismin ağırlığı azalmaz, sadece yukarı yönde etki eden kaldırma kuvveti cismin ağırlığının azalmış
gibi görünmesine neden olur.
Gazların (Havanın) Kaldırma Kuvveti
Kazanım: 1.14
9-
değişmeyen cisimler kullanılmalıdır.
Cismin havadaki ve sıvı içindeki ağırlıklarını karşılaştırır.
Sıvıların Kaldırma Kuvveti İle İlgili Özellikler
Kazanım: 1.5
???
1.5
1.6
1.8
1.9
1.15
8-
Bir cismin havadaki ve sıvı içindeki ağırlığını dinamometre ile ölçer ve ölçümlerini kaydeder.
Sıvıların Kaldırma Kuvveti Uygulamasının Nedeni
Kazanım: 1.3
[!]
1.3
7-
Sıvı içindeki cisme, sıvı tarafından yukarı yönde bir kuvvet uygulandığını fark eder ve bu kuvveti kaldırma kuvveti
olarak tanımlar.
Sıvıların Kaldırma Kuvveti
Kazanım: 1.1
6-
Cisimlerin kütlesini ve hacmini ölçerek yoğunluklarını hesaplar.
Yoğunluk birimi olarak kg/m3 ve g/cm3 kullanılmalıdır.
Katıların ve sıvıların yoğunlukları ile ilgili hesaplamalar yapılmalıdır.
Kaldırma Kuvveti
Kazanım: 1.4
5-
Cisimlerin kütlesini ve hacmini ölçerek yoğunluklarını hesaplar.
Öz Kütle (Yoğunluk)
Kazanım: 1.7

1.7

1.7
4-
Cisimlerin kütlesini ve hacmini ölçerek yoğunluklarını hesaplar.
Yoğunluk birimi olarak kg/m3 ve g/cm3 kullanılmalıdır.
Katıların ve sıvıların yoğunlukları ile ilgili hesaplamalar yapılmalıdır.
Hacim
Kazanım: 1.7
3-
: 10
: 3 Saat
Gazların da cisimlere bir kaldırma kuvveti uyguladığını keşfeder.
Uçan Balonların Çalışma Prensibi
Kazanım: 1.15
Sıvıların ve gazların kaldırma kuvvetinin teknolojideki kullanımına örnekler verir ve bunların günlük hayattaki
önemini belirtir.
1
ÜNİTE 2
A-
:
KUVVET VE HAREKET
KALDIRMA KUVVETİ (ARCHİMEDES PRENSİBİ) :
1-
Kütle
:
Maddenin değişmeyen miktarına kütle denir. Kütle m sembolü ile gösterilir. Birimi gr ya da
kg dır. Eşit kollu terazi ile ölçülür.
Kütle
▪
a)
2-
→
Birim
gr
→
1 kg = 1000 gr
1 gr =
Birim
kg
→
1
kg
1000
Kütlenin Ölçülmesi :
Cisimlerin eşit kollu terazi ile kütleleri ölçülürken terazinin kefelerinin (gözlerinin)
birine kütlesi ölçülecek cisim, diğerine birim kütleler yerleştirilerek denge sağlanır. Cismi
dengeleyen birim kütlelerin toplamı cismin kütlesine eşit olur.
Cisim
Birim
Kütleler
Sol Kefe
Sağ Kefe
Hacim
:
Bir maddenin boşlukta kapladığı yere hacim denir. Hacim V sembolü ile gösterilir.
Hacim
a)
Sembol
m
→
Sembol
V
Birim
cm3
→
Birim
m3
→
▪
Katı Hacim Ölçüleri →
mm3
→
cm3
→
dm3
→
m3
▪
Sıvı Hacim Ölçüleri →
mL
→
cL
→
dL
→
L
▪
▪
▪
▪
Katı ve sıvı hacim ölçülerinin dönüşümü
1 L = 1000 mL
1 L = 1 dm3
1 mL = 1 cm3
;
Sıvıların Hacimlerinin Ölçülmesi
:
Sıvı haldeki maddelerin hacimleri dereceli silindir ile ölçülür. Hacmi ölçülecek sıvı
dereceli silindire döküldüğünde dereceli silindirde hangi bölmeye geliyorsa sıvının hacmi o
kadardır.
2
Dereceli
Silindir
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
Hacmi
Ölçülecek
Sıvı
b)
Dereceli
Silindir
Şekli Düzgün Olan Katıların Hacimlerinin Ölçülmesi
:
Küp, küre, silindir, dikdörtgenler prizması gibi şekli düzgün olan katı cisimlerin
kenar uzunlukları cetvel yardımıyla ölçülerek hacim formülünde yerine yazılır ve hacimleri
formüllerle hesaplanır.
Küp
Dikdörtgenler Prizması
a
Küre
r
h
h
c
a
r
r
b
a
a
V=a.a.a
V = a3
c)
Silindir
r
V=a.b.c
V = π . r2 . h
V=
4
. π . r3
3
Şekli Düzgün Olmayan Katıların Hacimlerinin Ölçülmesi
:
Şekli düzgün olmayan katı cisimler, tamamen batabilecekleri sıvıya bırakıldıklarında
kendi hacimleri kadar sıvının yerini değiştirirler.
Bu cisimlerin hacimleri yer değiştiren yani yükselen (dereceli silindir yöntemi) veya
taşan sıvı (taşırma yöntemi) miktarına bakılarak belirlenir.
1-)
Dereceli Silindir Yöntemi :
Dereceli silindirdeki sıvı taşma seviyesinde değilse, katı cisim dereceli
silindire atıldığında yükselen yani yeri değişen sıvı hacmi katı cismin hacmine eşit
olur.
Dereceli
Silindir
Cisim
▪
Dereceli
Silindir
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
Cismin Hacmi = Yükselen (Yer Değiştiren) Sıvının Hacmi
VCisim = VYer Değiştiren Sıvı

VCisim = 60 – 40 = 20 cm3
3
2-)
Taşırma Yöntemi
:
Kaptaki veya dereceli silindirdeki sıvı taşma seviyesinde yani ağzına kadar
sıvı dolu ise katı cisim dereceli silindire atıldığında taşan yani yeri değişen sıvı hacmi
katı cismin hacmine eşit olur. Taşan sıvının da hacmi başka bir dereceli silindir ile
ölçülür.
Taşırma
Kabı
Taşırma
Kabı
Dereceli
Silindir
Cisim
Taşan
Sıvı
▪
d)
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
Cismin Hacmi = Taşan (Yer Değiştiren) Sıvının Hacmi
VCisim = VTaşan Sıvı

VCisim = 20 cm3
Gazların Hacimlerinin Ölçülmesi :
Gazlar konuldukları kabı tamamen doldurarak o kabın hacmine ve şekline sahip
olurlar. Bu nedenle gazların hacmi, konulduğu kabın hacmine eşittir. Belirli kütledeki gazın
bulunduğu kabın değiştirilmesi gazın hacmini değiştirir fakat gazın miktarı yani kütlesi sabit
kalır.
Gazın Bulunduğu
Kap
▪
Gazın Bulunduğu
Kap
Gazın Hacmi = Kabın Hacmi
e) (*) Boşluklu Yapıya Sahip Cisimlerin Hacimleri
:
Tanecik boyutları büyük olan cisimler bir kaba konulduğunda tanecikler arasında
hava boşluğu kalır. Bir kaba konan kuru kum, kum tanecikleri ile kum tanecikleri arasındaki
hava boşluğundan oluşur.
Dereceli
Silindir
Kum
Tanecikleri
Hava
Boşlukları
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
Kuru
Kumun
Hacmi
Kum
Taneciklerinin
Hacmi
Havanın
Hacmi
4
Kumun üzerine su dökülünce toplam hacim, suyun ve kum taneciklerinin
hacimlerinin toplamına eşit olur. Kuru kumdaki kum taneciklerinin arasındaki hava
boşluklarına su yerleşir ve beklenen hacimden daha az hacim elde edilir. Beklenen hacim ile
elde edilen hacim arasındaki fark, kum tanecikleri arasındaki havanın hacmidir.
Dereceli
Silindir
Dereceli
Silindir
Dereceli
Silindir
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
Toplam Hacim
Havanın Hacmi
Dereceli
Silindir
= Suyun Hacmi
= Beklenen Hacim
100cm3
90cm3
80cm3
70cm3
60cm3
50cm3
40cm3
30cm3
20cm3
10cm3
+ Kum Tanecikleri
– Elde Edilen Hacim
3-
Öz Kütle (Yoğunluk)
:
Bir maddenin birim hacim başına düşen kütle miktarına öz kütle (yoğunluk) denir.
Öz kütle d ile gösterilir. Her maddenin öz kütlesi farklıdır ve bu nedenle öz kütle maddeler
için ayırt edici özelliktir.
Kütle
Hacim
Öz Kütle
→
→
→
Öz Kütle =
▪
▪ (*)
Sembol
m
V
d
Kütle
Hacim
Birim
gr
3
cm (mL)
gr/cm3
→
→
→
d=
1 gr/cm3 = 1000 kg/m3
Öz kütle, kırık bir kalp gibidir.
Birim
kg
m3
kg/m3
→
→
→
m
V
m
m=V.d
V.d
▪
1 kg/m3 =
1
gr/cm3
1000
d=
d=
dede =
m
V
muzu
Böl
Ver
5
a)
Kütle–Hacim Grafiği (İlişkisi)
:
Bir maddenin hacmi artarsa kütlesi de artar. Fakat (cinsi değişmediği için) öz kütlesi
değişmez. Kütle–hacim ilişkisini gösteren grafik yardımıyla maddenin öz kütlesi bulunabilir.
Kütle
60
40
20
0
10 20 30
▪
b)
Hacim
Öz Kütle =
Kütle
Hacim
Öz Kütle–Kütle ve Öz Kütle–Hacim Grafiği (İlişkisi) :
Bir maddenin hacmi veya kütlesi artsa bile (cinsi değişmediği için) öz kütlesi
değişmez.
Öz Kütle
Öz Kütle
d
d
0
c)
V
Hacim
0
Kütle
m
Maddelerin Öz Kütlelerinin Bulunması ve Karşılaştırılması :
Maddelerin öz kütlelerinin bulunması için kütle ve hacim değerleri bilinmelidir.
Maddenin kütlesi eşit kollu terazi ile ölçülür. Maddenin hacmi, maddenin cinsine göre
ölçülür veya hesaplanır. Kütle ve hacim değerleri birbirine bölünerek maddenin öz kütlesi
hesaplanır.
Her maddenin öz kütlesi farklı olduğu için maddelerin eşit hacimlerinin (veya birim
hacimlerinin) kütleleri birbirinden farklı olur. Eşit hacimlerdeki maddelerden kütlesi büyük
olanın öz kütlesi büyük, kütlesi küçük olanın öz kütlesi küçük olur.
Kütle (g)
V= 1 cm3
V= 1 cm3
V= 1 cm3
11,3
7,8
▪
d)
Tahta
Demir
Kurşun
m= 0,8 g
m= 7,8 g
m= 11,3 g
0,8
0
1
Hacim (cm3)
Eşit hacimdeki kurşun, demir ve tahtadan kurşunun kütlesi büyük olduğu için öz
kütlesi en büyük, tahtanın kütlesi küçük olduğu için öz kütlesi en küçüktür.
Karışımların Öz Kütlesi :
İki sıvının oluşturduğu karışımın öz kütlesi karışımı oluşturan sıvıların öz kütleleri
arasında bir değerdedir. Yani karışımın öz kütlesi, küçük öz kütleden daha küçük, büyük öz
kütleden daha büyük veya eşit olamaz.
→ Karışımın Öz Kütlesi
▪
dK
→ 1. Sıvının Öz Kütlesi
▪
d1
→ 2. Sıvının Öz Kütlesi
▪
d2
6
A
Sıvısı
m1 , V1
B
Sıvısı
m2 , V2
d1
d2
1-)
2-)
3-)
A ve B Karışımı
mT = mK = m1 + m2
VT = VK = V1 + V2
dKarışım
▪
d1 > d2 ise;
d1 > dK > d2
▪
d2 > d1 ise;
d2 > dK > d1
Eşit Hacimli Homojen Karışımlar :
Karıştırılan sıvıların hacimleri eşitse; karışımın öz kütlesi sıvıların öz
kütlelerinin aritmetik ortalamasına eşittir. (İki veya daha fazla sıvı için geçerlidir.).
A
Sıvısı
50 cm3
B
Sıvısı
50 cm3
dA=2 g/cm3
dB=4 g/cm3
A ve B Sıvılarının
Karışımı
100 cm3
dKarışım=3 g/cm3
Eşit Hacimli Olmayan Homojen Karışımlar
:
Karıştırılan sıvıların hacimleri eşit değilse; karışımın öz kütlesi hacmi büyük
olan sıvının öz kütlesine daha yakın değerdedir.
A
Sıvısı
50 cm3
B
Sıvısı
100 cm3
A ve B Sıvılarının
Karışımı
100 cm3
dA=2 g/cm3
dB=4 g/cm3
dKarışım=3–4 g/cm3
arasında
A
Sıvısı
100 cm3
B
Sıvısı
50 cm3
A ve B Sıvılarının
Karışımı
150 cm3
dA=2 g/cm3
dB=4 g/cm3
dKarışım=2–3 g/cm3
arasında
Heterojen Karışımlar
:
Birbiri içerisinde çözünmeyen sıvıların oluşturduğu heterojen karışımlarda öz
kütlesi büyük olan sıvı altta, öz kütlesi küçük olan sıvı üstte yer alır.
A
Sıvısı
B
Sıvısı
C
Sıvısı
A, B ve C Sıvıları
Karışmaz
A
3
dA=1 g/cm
3
dB=4 g/cm
3
dC=3 g/cm
C
B
7
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
Katıların Kütleleri
Eşit kollu terazi, farklı kütleler, taş, birim küpler.
▪
Eşit kollu terazi kullanarak taşın, küp şeklindeki tahtanın, birim küplerin kütleleri
ölçülür.
Sıvıların Kütleleri
Eşit kollu terazi, özdeş beherglas (2), su.
▪
Beherglaslar terazinin kefelerine konur ve daraları eşitlenir.
▪
Beherglasa su konarak kütlesi ölçülür.
Gazların Kütleleri
Eşit kollu terazi, ip, özdeş balon (2).
▪
Eşit kollu terazinin kefelerinin olduğu yere biri şişirilmiş, diğeri şişirilmemiş balon
iple takılır ve daraları eşitlenir.
▪
Havası şişirilmiş balonun kütlesinin fazla olduğu gösterilir ve kütlesi ölçülür.
Sıvıların Hacimleri
Beherglas (100 mL, 500 mL), su.
▪
Dereceli silindir kullanarak içine doldurulan suyun hacmi ölçülür.
▪
Farklı dereceli silindirlere su doldurularak dereceli silindirlerdeki sıvı seviyesinin
nasıl okunacağı gösterilir.
Katıların Hacimleri
Cetvel, tahta prizmalar, silindir, taş, plastik küp kap, dereceli silindir (500 mL ve 100 mL),
taşırma kabı, su, plastik küvet.
▪
Şekli düzgün olan dikdörtgenler prizması, küp ve silindirin boyutları cetvel
yardımıyla ölçülerek hacim formülleri yardımıyla formülleri hesaplanır.
▪
Şekli düzgün olmayan katı cisim (taş) içinde belirli miktar su bulunan dereceli
silindire atılır ve yer değiştiren suyun hacminin taşın hacmine eşit olduğu gösterilir.
▪
Şekli düzgün olmayan katı cisim (taş) taşma seviyesine kadar su bulunan küp
şeklindeki kaba bırakılır. Kabın altında bulunan plastik küvete taşan su alınarak
dereceli silindire dökülür ve taşan suyun hacminin taşın hacmine eşit olduğu
gösterilir.
Katıların Öz Kütlesi
Birim küpler, eşit kollu terazi, taş, dereceli silindir, su, cetvel, tahta prizmalar.
▪
Şekli düzgün olan prizmaların kenar uzunlukları cetvel ile ölçülerek hacimleri
hesaplanır.
▪
Dereceli silindir kullanılarak şekli düzgün olmayan taşın hacmi dereceli silindir
yöntemiyle bulunur.
▪
Eşit kollu terazi yarımıyla taşın ve prizmaların kütleleri ölçülür.
▪
Kütle değerleri hacim değerlerine bölünerek katı cisimlerin öz kütleleri hesaplanır.
▪
Birim küplerin kütleleri eşit kollu terazi ile ölçülür.
▪
Kütle değerleri hacim değerlerine bölünerek birim küplerin öz kütleleri hesaplanır.
▪
Eşit hacimdeki maddelerin kütleleri farklı olduğu için öz kütlelerinin farklı olduğu
gösterilir.
Sıvıların Öz Kütlesi
Eşit kollu terazi, özdeş beherglaslar (2), dereceli silindir, su, sıvı yağ, sirke, ispirto.
▪
Dereceli silindir yarımıyla su, yağ, sirke ve ispirtodan eşit hacimde alınarak eşit
kollu terazinin kefelerine konan beherglaslar yardımıyla kütleleri ölçülür.
▪
Kütle değerleri hacim değerlerine bölünerek sıvı cisimlerin öz kütleleri hesaplanır.
▪
Eşit hacimdeki maddelerin kütleleri farklı olduğu için öz kütlelerinin farklı olduğu
gösterilir.
8
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
Heterojen Karışımlar
Su, ispirto, yağ, beherglas.
▪
Beherglasa su, yağ ve ispirto sırayla konarak birbirine karışmadığı gösterilir.
▪
Öz kütlesi büyük olan suyun en altta, yağın onun üstünde ve ispirtonun en üstte
olduğu gösterilir.
DENEY–ETKİNLİK
(ÜSTÜNDAĞ)
Araç ve Gereçler
Yapılacaklar
Kuru Kumun Hacmi
Molekül modelleri takımı veya bilyeler, kum, su, dereceli silindir (500 mL, 100 mL),
beherglas.
▪
Beherglas veya büyük dereceli silindire molekül modelleri takımından toplar veya
bilyeler atılarak hacmi okunur.
▪
Bilyelerin üzerine kum dökülerek hacim bir kez daha okunur ve beklenen hacmin
neden elde edilen hacme eşit olmadığı sorulur.
▪
Bilye ve kum karışımına su dökülerek hacim bir kez daha okunur ve beklenen
hacmin neden elde edilen hacme eşit olmadığı sorulur.
4-
Kaldırma Kuvveti
:
Dünya üzerindeki bütün maddelere Dünya tarafından Dünya’nın merkezine doğru yer
çekimi kuvveti etki eder. Bu çekim kuvvetine rağmen havada kuşlar, uçaklar, balonlar uçabilirken;
gemiler, kayıklar, tahta parçaları suda batmadan yüzebilirler.
Havadaki ve sıvıdaki cisimlere hava veya sıvı tarafından yer çekimi kuvvetine zıt (yani
yukarı) yönde uygulanan itme kuvvete kaldırma kuvveti denir. Gemiler, tekneler, uçan balonlar,
zeplinler, uçaklar sıvı ve gazların kaldırma kuvveti sayesinde çalışan (yapılan teknolojik) araçlardır.
5-
Sıvıların Kaldırma Kuvveti
:
Sıvı içerisine batırılan bir cisme sıvı tarafından aşağıdan yukarı doğru uygulanan itme
kuvvetine sıvıların kaldırma kuvveti denir. Sıvıların, içerisinde bulunan cisimlere kaldırma
kuvveti uyguladığı Archimedes tarafından bulunmuştur.
Sıvı içerisine batırılan cisme sıvı tarafından, cismin batan kısmının hacmine eşit hacimdeki
sıvının ağırlığı kadar bir kaldırma kuvveti uygulanır. Bu kanuna Archimedes Prensibi denir.
Sıvı içerisine batırılan cisme sıvı tarafından, cismin taşırdığı veya yer değiştirdiği sıvının
ağırlığı kadar bir kaldırma kuvveti etki eder. Bu kanuna Archimedes Prensibi denir.
6-
Sıvıların Kaldırma Kuvveti Uygulamasının Nedeni
:
Sıvıların, içerisinde bulunan cisimlere kaldırma kuvveti uygulamasının nedeni, sıvı basıncı
(basınç kuvveti) yani basınç nedeniyle uygulanan itme kuvveti ile ilgilidir. Sıvı basıncı
derinlikle arttığı için sıvı içerisinde bulunan bir cismin alt yüzeyine etki eden toplam basınç yani
itme kuvveti, cismin üst yüzeyine etki eden toplam basınçtan yani itme kuvvetinden daha büyük
olur. Kaldırma kuvveti cismin alt yüzeyi yani tabanı ile cismin üst yüzeyi yani tavanı arasındaki
basınç farkından kaynaklanır.
Sıvı içerisindeki cisme basınç farkından dolayı etki eden itme kuvvetlerinin bileşkesi
kaldırma kuvvetini oluşturur.
CİSİM
Sıvı
9
7-
Sıvıların Kaldırma Kuvveti İle İlgili Özellikler :
Sıvı içerisine bırakılan (batırılan) cisme aşağı yönde yer çekimi kuvvetinden dolayı
1-)
cismin ağırlığı ve yukarı yönde sıvı tarafından kaldırma kuvveti olmak üzere iki zıt
kuvvet etki eder.
(Kaldırma Kuvveti)
Fk
Fk (Kaldırma Kuvveti)
dc
ds
dc
ds
Gc (Cismin Ağırlığı)
Gc
(Cismin Ağırlığı)
2-)
Sıvı içerisine bırakılan (batırılan) cismin sıvıya batan kısmının hacmi, cismin yer
değiştirdiği sıvının hacmine eşittir.
Vbatan = VYer Değiştiren Sıvı
100 mL
100 mL
3-)
Vb = VYDS
400 cm3
350 cm3
300cm3
250 cm3
200 cm3
150 cm3
100 cm3
50 cm3
400 cm3
350 cm3
300cm3
250 cm3
200 cm3
150 cm3
100 cm3
50 cm3
100 mL
100 mL
100 mL
100 mL
400 cm3
350 cm3
300cm3
250 cm3
200 cm3
150 cm3
100 cm3
50 cm3
Sıvı içerisine bırakılan (batırılan) cismin sıvıya batan kısmının hacmi, cismin
taşırdığı sıvının hacmine eşittir.
Vbatan = VTaşan Sıvı
Vb = VTS
100 mL
100 mL
100 mL
Vbatan
100 mL
100 mL
100 mL
100 mL
VTaşan
Vbatan
200 mL
VTaşan
10
3-)
Havada bulunan cisimlere hava tarafından, sıvıda bulunan cisimlere de sıvı
tarafından kaldırma kuvveti uygulanır. Sıvı içerisine batırılan cisme kaldırma kuvveti
uygulandığı için, cismin sıvıdaki ağırlığı kaldırma kuvveti kadar azalır (azalmış
görülür).
Sıvı içerisine bırakılan (batırılan) cisme uygulanan kaldırma kuvveti, cismin
havadaki ve sıvıdaki ağırlıklarının farkına eşittir.
Cismin Havadaki
Ağırlığı
Cismin Sıvıdaki
Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk = Ghava – Gsıvı
Ghava = Gsıvı + Fk
Gsıvı = Ghava – Fk
dc
Gc
Fk
dc
Gc
ds
4-)
Kaldırma kuvveti, cismin batan kısmının hacmi kadar sıvının ağırlığına eşittir. Bu
nedenle sıvı tarafından cisme uygulanan kaldırma kuvveti cismin batan kısmının
hacmine ve sıvının öz kütlesine bağlı olup bunlarla doğru orantılıdır.
Fk = Vb . ds . (g)
Kaldırma Kuvveti
Kaldırma Kuvveti
Sıvının
Yoğunluğu
Cismin Havadaki
Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Cismin Batan
Kısmının Hacmi
Cismin Sudaki
Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
dc
Gc
0N
10N
20N
30N
40N
50N
dc
dsu
Cismin Yağdaki
Ağırlığı
Fk
Gc
0N
10N
20N
30N
40N
50N
dc
dyağ
Cismin Alkoldeki
Ağırlığı
Fk
Gc
dc
dalkol
Fk
Gc
11
Cismin Havadaki
Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Cismin Sudaki
Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
dc
Cismin Sudaki
Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk
dc
dc
Gc
Gc
dc
dsu
dsu
5-)
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk
Gc
Cismin Sudaki
Ağırlığı
Fk
Gc
dsu
Kaldırma kuvveti, cismin taşırdığı veya yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşittir.
Fk = GTaşan Sıvı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
100 mL
100 mL
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk = GYer Değiştiren Sıvı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
400 cm3
350 cm3
300cm3
250 cm3
200 cm3
150 cm3
100 cm3
50 cm3
100 mL
100 mL
400 cm3
350 cm3
300cm3
250 cm3
200 cm3
150 cm3
100 cm3
50 cm3
FK = GTS
10 N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
FK = GTS
100 mL
100 mL
10 N
Vbatan
100 mL
100 mL
100 mL
GTaşan
12
6-)
Tamamı sıvı içerisine batırılan cisme etki eden kaldırma kuvveti; cismin sıvıdaki
derinliğine, kaptaki sıvı miktarına veya kabın şekline, cismin hacmi değişmemek
şartıyla şekline bağlı değildir.
a-)
Tamamı sıvı içerisine batırılan cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin sıvı
içinde bulunduğu derinliğe (sıvı tabanına uzaklığına) bağlı değildir.
Fk1
V
Fk2
Fk3
V
V
Fk4
▪
Fk1 = Fk2 = Fk3 = Fk4
V
Cismin Havadaki Ağırlığı
Cismin Sudaki Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
V
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk
Gc
V
Fk
Gc
V
Fk
Gc
V
dsu
b-)
Gc
Tamamı sıvı içerisine batırılan cisme etki eden kaldırma kuvveti, kaptaki sıvı
miktarına veya kabın şekline bağlı değildir.
Fk1
Fk2
▪
V
V
Cismin Havadaki Ağırlığı
Fk1 = Fk2
Cismin Sulardaki Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
V
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk
Gc
Fk
V
V
Gc
dsu
Gc
dsu
13
c-)
Tamamı sıvı içerisine batırılan cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin
hacmi değişmemek şartıyla cismin şekline bağlı değildir.
Fk1
V
Fk2
Fk3
V
Fk4
Fk5
V
V
▪
Fk1 = Fk2 = Fk3 = Fk4 = Fk5
V
Cisimlerin Havadaki Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Cisimleri Sudaki Ağırlığı
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk
V
V
V
Gc
Gc
Gc
V
Gc
V
0N
10N
20N
30N
40N
50N
Fk
V
Gc
Gc
Fk
V
Fk
V
Gc
Gc
dsu
8-
Gazların (Havanın) Kaldırma Kuvveti :
Sıvılarda olduğu gibi gazlar da içerisinde bulunan cisimlere kaldırma kuvveti uygular.
Gazların cisimlere kaldırma kuvveti uyguladığı Archimedes tarafından.
Hava tarafından cisimlere yukarı yönde uygulanan itme kuvvetine havanın kaldırma
kuvveti denir.
Hava tarafından cisme uygulanan kaldırma kuvveti, cismin hacmi kadar havanın ağırlığına
eşit olur. Bu prensibe Archimedes Prensibi denir.
Uçan balon, zeplin, uçurtma, helikopter ve uçaklar havanın kaldırma kuvveti uygulaması
nedeniyle uçarlar.
a)
Gazların (Havanın) Kaldırma Kuvveti İle İlgili Özellikler
:
Fk
Fk
Gc
dc
dhava
dgaz
→
→
→
→
→
Havanın Kaldırma Kuvveti
Cismin Ağırlığı
Cismin Öz Kütlesi
Havanın Öz Kütlesi
Gazın Öz Kütlesi
Gc
1-)
Havanın uyguladığı kaldırma kuvveti nedeniyle bir cismin havasız ortamdaki
(boşluktaki) ağırlığı, havalı ortamdaki (havadaki) ağırlığından daha fazladır.
2-)
Hava tarafından cisme uygulanan kaldırma kuvveti, cismin hacmi kadar (hacimdeki)
havanın ağırlığına eşittir.
Kaldırma Kuvveti = Cismin Hacmi x Havanın Öz Kütlesi (x Yer Çekim İvmesi)
Fk = Vc . dhava (.g)
14
3-)
Cisimlere uygulanan kaldırma kuvveti, cismin batan kısmının hacmine ve yoğunluğa
bağlıdır ve bunlarla doğru orantılıdır. Sıvıların yoğunluğu gazlara göre büyük olduğu
için sıvıların uyguladığı kaldırma kuvveti, gazların uyguladığı kaldırma kuvvetinden
büyük olur.
4-)
Cisimler havasız ortamda iken sadece kendi ağırlıkları ile dengededirler. Cisimler
havalı ortamda iken kendi ağırlıkları ve havanın kaldırma kuvvetinin farkı olan net
kuvvet ile dengededirler.
5-)
Havasız ortamda iken öz kütleleri ve hacimleri farklı olan iki cisim eşit kollu terazide
dengede olduğu için ağırlıkları eşittir. Bu cisimler, havalı ortama konursa dengeleri
bozulur.
Havalı ortamda iken hacmi büyük olan cisme daha fazla, hacmi küçük olan
cisme daha az kaldırma kuvveti uygulanır. Hacmi büyük olan cisme daha fazla
kaldırma kuvveti uygulanacağı için bu cismin havadaki ağırlığı daha fazla azalır ve
bu cisim yukarı çıkar.
Havasız Ortam
6-)
Havalı Ortam
Havalı ortamda iken öz kütleleri ve hacimleri farklı olan iki cisim eşit kollu terazide
dengede olduğu için ağırlıkları eşittir. Bu cisimler, havasız ortama konursa dengeleri
bozulur.
Havasız ortamda cisimlere uygulanan havanın kaldırma kuvvetleri ortadan
kalkar. Havalı ortamda iken hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti
uygulandığından cisimler havasız ortama konulunca hacmi büyük olan cismin
ağırlığı hacmi küçük olan cisme göre daha fazla artar ve cisim aşağı iner.
Havalı Ortam
Havasız Ortam
9-
Cisimlerin Havadaki Durumları :
Hava içinde bulunan cisme ağırlığından dolayı aşağı yönde yer çekimi kuvveti ve hava
tarafından yukarı yönde havanın kaldırma kuvveti olmak üzere iki zıt kuvvet etki eder. Cismin
havadaki durumu, cisme etki eden net kuvvete yani yükseltici kuvvete göre belirlenir.
a)
Cismin öz kütlesi havanın öz kütlesinden büyükse;
▪
Cismin ağırlığı havanın kaldırma kuvvetinden büyük olur.
▪
Net kuvvet cismin ağırlığı ile havanın kaldırma kuvvetinin farkına eşittir ve aşağı
doğrudur.
▪
Cisim uçamaz.
▪
Cisim aşağı doğru hareket eder.
▪
Cismin ağırlığı, kaldırma kuvveti kadar azalır.
15
Fk
▪
DÜŞME ŞARTI
–
–
Cismin öz kütlesi havanın öz kütlesine eşitse;
▪
Cismin ağırlığı havanın kaldırma kuvvetine eşit olur.
▪
Net kuvvet cismin ağırlığı ile havanın kaldırma kuvvetinin farkına eşittir ve sıfırdır.
▪
Cisim hava içerisinde bırakıldığı yerde dengede (askıda) kalır.
Fk
▪
DENGE ŞARTI
–
–
:
dc = dh
Gc = Fk
Fnet = Fyük = Gc – Fk = 0
Gc
c)
dc > dh
Gc > Fk
Fnet = Fyük = Gc – Fk
Gc
b)
:
Cismin öz kütlesi havanın öz kütlesinden küçükse;
▪
Cismin ağırlığı havanın kaldırma kuvvetinden küçük olur.
▪
Net kuvvet havanın kaldırma kuvveti ile cismin ağırlığının farkına eşittir ve yukarı
doğrudur.
▪
Cisim havada yükselir yani uçar.
Fk
▪
UÇMA ŞARTI
–
–
Gc
:
dc < dh
Gc < Fk
Fnet = Fyük = Fk – Gc
10-
Uçan Balonların Çalışma Prensibi
:
Atmosfer olaylarının incelenmesinde ve ulaşımda kullanılan uçan balonlar ile zeplinlerin
uçması havanın kaldırma kuvveti etkisiyle gerçekleşir. Uçan balonlar veya zeplinler yapılırken bu
araçlara etki eden kaldırma kuvveti arttırılıp araçların ağırlıkları azaltılır. Bunun için de bu araçların
hacmi arttırılır ve bu araçlara hava veya yoğunluğu havadan daha küçük olan bir gaz (helyum veya
hidrojen) konur.
Isıtmalı uçan balonlarda, balondaki hava ısıtılınca, hava moleküllerinin kinetik enerjisi artar
ve havanın bir kısmı balondan dışarı çıkar. Balonun hacmi sabit kalıp kütlesi azaldığı için (gaz
kaybı nedeniyle) öz kütlesi azalır. Balonun içindeki sıcak havanın öz kütlesi, dışındaki soğuk
havanın öz kütlesinden küçük olur ve balon uçar.
Hidrojen veya helyum doldurularak yapılan uçan balonlarda, hidrojenin veya helyumun öz
kütlesi, havanın öz kütlesinden küçük olduğu için balon uçar. Fakat hidrojen yanıcı bir gaz olduğu
için balonun patlama tehlikesi vardır ve bu nedenle genelde balonlarda tepkimeye girmeyen helyum
gazı bulunur.
16
Uçan balonların havada iken yukarı veya aşağı yönde hareket edebilmeleri için balon ve
içindeki gazdan oluşan sistemin ortalama yoğunluğunun değiştirilmesi gerekir.
▪
Balon ve içindeki gazın oluşturduğu sistemin yoğunluğu havanın yoğunluğuna eşitse balon
havada askıda kalır.
▪
Balon ve içindeki gazın oluşturduğu sistemin yoğunluğu azaltılırsa sistemin yoğunluğu
havanın yoğunluğundan küçük olur ve balon uçar. Bunun için ısıtmalı balonlarda balondaki
hava biraz daha ısıtılır, helyum balonlarında ise balona biraz daha helyum gazı doldurulur.
▪
Balon ve içindeki gazın oluşturduğu sistemin yoğunluğu arttırılırsa sistemin yoğunluğu
havanın yoğunluğundan büyük olur ve balon aşağı yönde hareket eder. Bunun için ısıtmalı
balonlarda balondaki alev kapatılarak veya kısılarak hava biraz soğutulur, helyum
balonlarında ise balondan dışarı biraz helyum gazı bırakılır.
17
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
946 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content