Basınç - Nihat Bilgin Yayıncılık

BASINÇ
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
Sorularının Çözümleri
1- Basınç
2- Kaldırma Kuvveti
1
1
3
Basınç Testlerinin Çözümleri
Test 1’in Çözümleri
P2 =
1.
Üç parçanın taban alanı eşit olup S kadardır.
Parçaların ağırlıkları arasında G3 > G2 > G1 ilişkisi olduğundan, yere uyguladıkları basınçlarının
büyüklük ilişkisi P3 > P2 > P1 biçimindedir.
P2 =
GK + GL
a
5GL
a2
2
=
= 5P
4GL + GL
a2
olur .
Cevap E dir.
Cevap C dir.
6.
2.
Düzgün dik silindirik ya da prizmatik cisimlerin
basıncı, P = h·d·g bağıntısıyla bulunur. Buna göre;
P1 = 3h·d·g
P2 = h·d·g
P3 = 2h·d·g
yazabiliriz. P1 > P3 > P2 dir.
Cevap D dir.
yazabiliriz. Buradan;
FX = FY = FZ bulunur.
7.
Ağırlık bakımından her üç sistem eşit olup basıncın büyüklüğünü yerle temas alanları belirler. Şekil
I ve Şekil II de yerle temas alanları eşit ve Şekil III
tekinden küçüktür. Bu nedenle P1 = P2 > P3 olur.
Cevap A dır.
Cevap E dir.
4.
P1 > P2 > P3 bulunur.
Cevap D dir.
Katı cisimler için;
dikey kuvvet F
Basınç =
=
Yüzey alanı S
dir. Bu bağıntıdan;
FX
PX = 4 P =
S
FY
PY = P =
4S
FZ
PZ = 2 P =
2S
Nihat Bilgin Yayıncılık©
3.
Şekil I deki P1 basıncı en büyüktür. Çünkü cismin
ağırlığına ek olarak F kuvveti uygulanıyor. Şekil II
deki P3 basıncı ise en küçüktür. Çünkü F kuvveti cismin ağırlığı ile zıt yöndedir. Cismin ağırlığı G,
temas alanı S olsun;
F+G
P1 =
S
F
P2 =
S
F-G
P3 =
S
8.
K ve L cisimleri özdeş olduğundan ağırlıkları birbirine eşittir.
Şekil II de ağırlık iki katına çıktığı için basınç da iki
katına çıkar.
Katılarda basınç kuvveti yalnızca cismin ağırlığına
bağlıdır. Cisimler özdeş olduğundan F1 = F2 = F3
olur.
Cevap B dir.
Cevap B dir.
5.
Şekil I de K ve L cisimlerinin yere uyguladıkları
basınçlar eşit olup P kadardır. Buna göre;
GK
GL
=
=P
2
( 2a )
a2
GK = 4GL
bulunur. Şekil II de yere yapılan basınç P2 olsun.
9.
Kesik koni ters çevrildiğinde yüzey alanı arttığından yatay yüzeye uyguladığı basınç azalır.
Katı cisimlerin ağırlığı basınç kuvvetine eşittir.
Kesik koni ters çevrilirse ağırlığı değişmeyeceğinden basınç kuvveti de değişmez.
Cevap A dır.
4
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
10. Her iki çiviye aynı kuvvet uygulandığı hâlde, sivri
uçlu çivinin rahat batmasının nedeni yüzey alanı
ile ilgilidir.
14. Ağırlıkları GK, GL, GM olan tuğlalardan oluşan iki
sistemin zemine uyguladıkları basınçların eşitliğinden;
I. Ördeklerin ayakları perdeli olduğundan tavuklardan daha az batarlar.
III. Dozerlerin yerle temas eden paletlerinin alanı
daha büyük olduğundan daha az batarlar.
I. ve III. önermeler yüzey alanı basınç ilişkisini
anlatır. II. önerme ise sıvı kaldırma kuvvetiyle ilgilidir.
GK
S
=
GL + GM
2S
yazabiliriz. Bu bağıntıdan, L ve M tuğlaları ile K ve
L tuğlalarının kütlelerinin eşit olup olmadığını bilemeyiz.
Düzgün geometrik biçimli katılarda basınç kuvveti
doğrudan ağırlığa eşit olduğundan GL + GM > GK
olduğunu söyleyebiliriz.
Cevap D dir.
Cevap C dir
15. Şekil I de yere yapılan basınç;
11. X cismi küre olduğundan zemine tek bir noktadan
temas eder bu yüzden basıncı çok büyüktür. Y ve
Z cisimleri ise yükseklikleri eşit ve aynı maddeden
yapıldıkları için yere yaptıkları basınçlar eşit olur.
12. Basınç, birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvettir.
m
m
α
mgcosα
3G
=
= 3P
S
S
olarak verilmiştir. Şekil II de yere yapılan basınç;
GL - GK
S
Şekil II
Şekil I deki basınç Şekil II deki basınçtan daha
büyüktür. a açısı 90° ye yaklaştıkça basıncın
büyüklüğü azalır.
13. Düzgün geometrik biçimli cisimlerin basınçları;
P=hdg
bağıntısı ile bulunabilir. Buna göre;
P1
h·d1 ·g
=
P2
h·d2 ·g
P1
d1
=
bulunur .
P2
d2
Cevap E dir.
=
Newton
metre 2
Dyn
G
= P bulunur.
S
II.
olup I ve II basınç birimleridir.
birimi değildir.
cm 2
Cevap B dir.
= Pascal
mg
Cevap D dir.
GK + GL
16. I.
α
Şekil I
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap D dir.
= bari
ki log ram
metre 2
basınç
Cevap C dir.
5
BASINÇ
6.
Test 2’nin Çözümleri
1.
II
Sıvı basıncı kabın şekline değil, sıvının yüksekliğine bağlıdır. Sıvı yüksekliği 3h olduğundan 1, 2, 3
noktalarındaki sıvı basınçları birbirine eşit olur.
h
4h
3h
M
2h
0
Cevap A dır.
yatay
I
h
0
yatay
2.
Sıvılarda basınç derinlik ile doğru orantılıdır.
Derinlik, sıvının açık olan ağızından basıncın bulunacağı noktaya olan uzaklıktır. Bu durumda kapların tabanlarına etkiyen basınçlar;
P3 > P2 > P1 şeklinde olur.
Cevap E dir.
Kabın tümü 9t sürede dolduğuna göre, her bir bölmesi t sürede dolar.
2t annda
6t annda
h
h
A
h
A
2t anında A noktasına etki eden sıvı yüksekliği h,
6t anında 2h dır. A noktasındaki sıvı basıncı 2t
anında P ise, 6t anında 2P dir.
Cevap B dir.
4.
M musluğu açıldığında önce X kabı dolmaya
başlar, Y kabının tabanında bir basınç oluşmaz.
Bu nedenle D ve E seçenekleri doğru olmaz. Y
kabı dolarken suyun yükselmesi önce yavaş olur.
Sonra dar bölmeye gelince hızlı yükselir.
Cevap C dir.
5.
Kap II. konuma getirildiğinde suyun yüksekliği,
dolayısıyla sıvı basıncı artar (PS artar).
Aynı şekilde kap II. konuma getirildiğinde kabın
yatay düzleme temas eden alanı azalır. Bu nedenle PK da artar.
Cevap C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
3.
M musluğu açılıp sıvı dengesi sağlandığında I.
kapta h yüksekliğinde, II. kapta 3h yüksekliğinde
sıvı bulunur. Kap tabanlarındaki sıvı basınçlarının
oranı;
P2
P1
=
3h·d·g
= 3 bulunur.
h·d·g
Cevap E dir
7.
K noktasındaki basınç;
PK = h · d1 · g = 4P
L noktasındaki basınç;
PL = h · d2 · g = 2P
olarak verilmiştir. Buradan;
d1 = 4d ve d2 = 2d alınabilir.
Buna göre, M noktasındaki basınç;
PM = 2h · d2 · g + h · d1 · g
PM = 2h · 2d · g + h · 4d · g
PM = 8hdg = 8P bulunur.
Cevap C dir.
8.
piston
F
sıvı
B
A
Piston itildiğinde sıvı seviyesi yükselir. Basınç kuvveti sıvının ağırlığına eşit olduğundan her konumda basınç kuvveti aynıdır.
Sıvının yüksekliği artınca hem A hem de B noktalarının basıncı artar.
Cevap D dir.
6
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
9.
X, Y noktalarındaki basınçlar eşit ise P ve R sıvılarının ağırlıkları eşittir.
Kabın ortasındaki bölme kaldırıldığında toplam
ağırlık 2 kat, yüzey alanı da 2 kat artar. Dolayısıyla
X ve Y noktalarındaki sıvı basınçları değişmez.
Cevap A dir.
Yani; P azalır, F değişmez.
Pratik çözüm: Kap ters çevrildiğinde sıvı yüksekliği azalacağından P azalır. Düzgün yükselen sıvılarda sıvı basınç kuvveti, sıvının ağırlığına eşittir.
Bu nedenle kap ters çevrildiğinde sıvı basınç kuvveti değişmez.
10. Sıvı basınç kuvveti;
F = hdgS
bağıntısı ile bulunur. Basınç kuvvetleri eşit ise;
FX = FY = FZ
hX·3d·g·S = hY·2d·g·2S = hZ·d·g·3S
3hX = 4hY = 3hZ
bulunur. Sıvı yükseklikleri arasında;
hX = hZ > hY ilişkisi vardır.
F1 = h·d·g·3S dir. Kap ikinci
konuma getirilirse;
P2 = 2h·d·g ve
F2 = 2h·d·g·S
olur. O hâlde P artar, F azalır.
Şekil II
Cevap A dır.
12. K noktasındaki sıvı basıncı;
P1 = h·3d·g + h·d·g
P1 = 4hdg = P olarak verilmiştir.
Kap ters çevrilirse;
h
P2 = 3 h ·3 d · g + · d · g
3
28
P2 =
· hdg
3
P = hdg dir.
I. PL = h·d·g + h·2d·g = 3hdg = 3P olduğundan I.
önerme doğrudur.
II. Sıvılar birbirine karışıyor olsaydı,
d + 2d
dkarışım =
= 1, 5 d olurdu.
2
3
PL = 2h ·
d·g = 3hdg = 3P
2
olur. Bu nedenle II. önerme yanlıştır.
3
III. dkarışım = d olduğundan;
2
3
3
PK = h · · d · g = P olurdu. O hâlde III. öner2
2
me de yanlıştır.
Cevap E dir.
13. İlk durumda kabın tabanındaki basınç, P1 = h·d·g
ve basınç kuvveti; F2 = h·d·g·S dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
3S
14. Şekil I de kabın tabanındaki sıvı basıncı;
11. Şekil I deki sıvının kabın
tabanına uyguladığı basınç;
P1 = h·d·g
basınç kuvveti;
h
3
Cevap D dir.
Cevap B dir
Kap ters çevrilirse;
h
P2 = · d · g
3
h
F2 = · d · g · 3 S
3
F2 = h · d · g · S
h
3
d
h
3d
4hdg = P olduğundan oran28
7
tı ile
hdg = P bulu3
3
nur.
h
h
Cevap C dir.
15. X noktasındaki sıvı basıncının Y noktasındaki sıvı
basıncına oranı;
PX
h·4d·g + h·3d·g
=
PY
2h·3d·g
PX
7
=
bulunur .
PY
6
Cevap E dir.
16. Silindirik kapta V hacminde X sıvısı, 3V hacminde
Y sıvısı vardır. Sıvıların kütleleri oranı verildiğinden;
mY
dY ·3V
mX = d ·V = 9
X
dY = 3d ise dX = d alınabilir.
PL
PK
PL
PK
=
=
h·dX ·g + 3h·dY ·g
h·dX ·g
=
dX + 3dY
dX
d + 3·3d
= 10 bulunur .
d
Cevap D dir.
BASINÇ
Test 3’ün Çözümleri
1.
Silindirin taban alanı rr2 bağıntısı ile hesaplanır.
Buna göre, K musluğu açılırsa su seviyesi Şekil I
deki gibi olur.
16S
4S
2.
X noktasındaki sıvı basıncı;
PX = 2h·d·g = P
olarak verilmiştir. Kap Şekil II deki duruma getirildiğinde;
16S
h
x
Şekil I
3h
) ·d·g
5
3h
5
18
PY =
hdg
5
3h
olur.
16S açılmadan4S
4S
16S
16S
16S
K musluğu
önceki su yüksekliği
h
olsun. x yüksekliğini h cinsinden bulalım.
4S·h = x·20S
hh
1
x= h
5
L
olur. Tabandaki sıvı basıncı;
1
Şekil II
P1 = h · d · g bulunur.
Şekil I
5
16S
y
4S
Y
2hdg 18
hdg 5
PY =
P
ise
PY
olur.
9
P bulunur .
5
Cevap B dir.
x
16S
h
y
Nihat Bilgin Yayıncılık©
PY = ( 3 h +
L
7
Şekil II
L musluğu açılırsa su seviyesi Şekil II deki gibi
olur. y yüksekliğini h cinsinden bulalım.
4S·h = y·36S
h
olur. Tabandaki sıvı basıncı ise;
y=
9
h
P2 = · d · g olur.
9
1
h·d·g
P1
5
=
P2
1
·h·d·g
9
P1
9
=
bulunur .
5
P2
3.
X
h
Cevap B dir.
Y
sv
1h
4
S
4S
Şekil I
ŞekilI I
1
hdg
4
h
F2 = dg ·4 S
4
F2 = hdgS
P1 = h · d · g F1 = h · d · g · S
P1 > P2 , F1 = F2
Pratik çözüm: X kabındaki sıvı taban alanı daha
geniş olan Y kabına boşaltıldığında, yüzey alanı
arttığı için kabın tabanındaki basınç azalır. Sıvının
ağırlığı değişmediğinden basınç kuvveti değişmez.
P2 =
bulunur.
Cevap D dir.
8
Ünite 1
4.
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
7.
4S
Kap ters çevrilmeden önce sıvı basınç kuvveti sıvının ağırlığına eşittir.
16S
h
h1
P1
gaz
h2
P2
h
Kaplara aynı cins sıvıdan eşit hacimlerde konuluyor. h1 ile h2 arasındaki ilişki;
V1 = V2
h1·4S = h2·16S
h1 = 4h2
bulunur. Sıvı basınçları;
P1 = 4h·d·g
P2 = h·d·g olduğundan
P1 = 4P2
sv
yatay
Kap ters çevrildiğinde sıvı yüksekliği azaldığı için
Psıvı azalır. Sıvı basınç kuvveti kesikli çizgiler arasında kalan sıvının ağırlığına eşittir. Bu nedenle
basınç kuvveti sıvının ağırlığından daha büyüktür.
Gazın hacmi değişmediği için basıncı değişmez.
Cevap A dır.
bulunur.
Cevap C dir.
8.
S
5.
K ve L noktalarındaki sıvı basınçlarının oranı;
PK
PL
=
hdg
1
bulunur.
=
hdg + h · 2 d · g
3
Cevap D dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
F
2S
M
L
x
K
su
F
basıncıS
nı oluşturur. Bu basınç sıvı tarafından hem L, hem
K pistonuna uygulanan F kuvveti, P =
de M pistonuna aynen iletilir. L ve M pistonları x
kadar yükselir. Yeri değiştirilen sıvılar eşit olaca-
6.
Pistonun ağırlığı G, kesit alanı S olsun.
h
ğından;
VK = VL + VM
h · S = x · S + x ·2 S
h·S = 3x·S
h
x=
bulunur .
3
Cevap A dır.
piston
A
B
9.
sv
2r
Şekildeki A ve B noktalarındaki basınçlar eşittir.
5r
PA = PB
G
S
G = h·dsıvı·g·S
4r
2r
r
h·dsıvı·g =
F2
F1
S
pistonun ağırlığının bulunabilmesi için h, S ve d
niceliklerinin bilinmesi gereklidir.
Cevap C dir.
4S
F1
5r yüksekliğindeki sıvı basıncı
, 4r yüksekliğinS
F2
deki sıvı basıncı ise
ile dengelenmektedir.
4S
BASINÇ
F1
S
F2
13. Sıvı basıncı, sıvının yüksekliği ile doğru orantılıdır. K noktasının bulunduğu yerde sıvı yüksekliği 2
birim, L noktasının bulunduğu yerde 3 birimdir. Bu
nedenle;
= 5 r · d · g & F1 = 5 rd · g · S
= 4 r · d · g & F2 = 16 rd · g · S
4S
Bu iki ifadeyi oranlarsak;
F1
5 rdgS
5
bulunur.
=
=
16
F2
16 rdgS
Cevap B dir.
Cevap A dir.
S
Nihat Bilgin Yayıncılık©
11. Dinamometre atmosfer basıncını ölçmez, bir cismin ağırlığını ölçer. Diğer seçeneklerdeki bilgiler
doğrudur.
=
2
olur.
3
Cevap B dir.
• Sıvı yüksekliği
• Sıvının özkütlesi
ile doğru orantılıdır. Kabın şekline bağlı değildir
Sıvılar aynı cins olduğundan kapların tabanındaki
sıvı basıncı için yalnızca sıvı yüksekliğine bakmak
gerekir.
P1 = P2 > P3 = P4
Cevap B dir.
Şekil I
piston
F
PL
14. Sıvı basıncı;
dir. S1 < S2 olduğundan F2 > F1 bulunur.
12.
PK
Cevap C dir.
10. Küçük pistonun kesiti S1, büyük pistonun kesiti S2
olsun. Sistem dengede olup P1 = P2 dir. Buradan;
F1
F2
=
S1
S2
9
h
15. Sıvılar bulundukları kabın şeklini alır. Ancak sıvıların bu özelliği basıncın iletilmesinde etkili değildir.
4S
A
Cevap E dir.
S
5h
piston
Şekil II
Kesit alanı 4S olan kısımdan, S olan kısma h
kadar sıvı itilirse sıvı yüksekliği Şekil II deki gibi
5h olur. Bu nedenle Şekil II de A noktasındaki sıvı
basıncı 5P olur.
16. Musluk açıldığında su önce KL tabanının bulunduğu kaba akmayacaktır. Bu nedenle grafiğin ilk
bölümü sıfır basınçla başlayacaktır. Kısa bir süre
sonra su ikinci bölüme akacaktır. KL tabanının
bulunduğu kap önce giderek daraldığı için grafik
artan bir parabol, sonra genişlediği için azalan bir
parabol olacaktır.
Cevap D dir.
Cevap E dir.
F
4S
A
10
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
4.
Test 4’ün Çözümleri
2S
S
d
1.
h
M
3h
2
d
2d
h
2d
t
t
t
t
t
t
t
t
A
t
L
M
K
S
Şekil I
Kabın yapısından, önce su K bölmesine akar. A
noktasında basınç sıfırdır. 2t - 3t süresi içinde sıvı
L bölmesine akar. Bu sürede A noktasının basıncı artar. Sonra su 3t - 4t süresi içinde M bölmesine akar. Bu süre içinde A noktasındaki su yüksekliği artmadığından basınç artmaz.
S
4S
su
S
h
su
K
Şekil I
Şekil I de K noktasının basıncı;
P1 = h·dsu·g = P
3.
K
Şekil II
Şekil I de kabın tabanına yapılan basınç;
P1 = h·2d·g + h·dg = 3hdg
dir. Şekil II de kabın tabanına yapılan basınç;
P2 =
P2 =
3
h
·2d·g +
h·d·g
2
2
5
hd·g
2
bulunur. Orantı ile P2 basıncını bulalım.
3hdg
5
hdg 2
P ederse,
P2 eder.
5
P
6
bulunur. Buna göre, ilk duruma göre basınç;
P1 – P2 = P –
4S
Nihat Bilgin Yayıncılık©
2.
Cevap B dir.
2S
Şekil II
h
2
yatay
P2 =
5
1
P= P
6
6
kadar azalmıştır.
Cevap A dır.
5.
İlk konumda K noktasındaki sıvı basıncı;
olarak verilmiştir. Musluk açıldığında, Şekil II deki
su yüksekliği;
4
4S·h = 5S·h‘ & h‘ = h
5
1
olur. Bu durumda su yüksekliği
azaldığından, K
5
1
noktasındaki basınç da P kadar azalır.
5
Cevap E dir.
PK = h·3d·g + h·d·g = 4hdg
Aynı yükseklikteki sıvılardan K sıvısının basıncı
3P, L sıvısının basıncı P olarak verilmiştir. O hâlde
L sıvısının özkütlesi d ise K sıvısının özkütlesi 3d
olur. Eşit hacimli bu iki sıvı türdeş biçimde karşılaştırıldığında karışımın özkütlesi 2d olur. Karışım
2S taban alanlı kaba konulduğunda sıvı yüksekliği yine h olur. Bu nedenle karışımın kabın tabanına yapacağı sıvı basıncı 2P olur.
Cevap D dir.
dir.
d
3d
h
L
Kap şekildeki gibi ters çevrildiğinde L noktasındaki
sıvı basıncı;
5
1
PL = h · 3 d · g + hdg
3
3
16
PL =
hdg
3
bulunur. Şimdi orantı kurarak;
4hdg
1h
3
2h
3
16
hdg 3
PL =
4
P bulunur.
3
P ederse,
PL eder.
Cevap C dir.
11
BASINÇ
6.
3 numaralı musluğun olduğu seviyedeki sıvı basıncı 1 ve 2 numaralı muslukların olduğu seviyedeki
sıvı basıncının iki katıdır. Musluklar açıldığında 2
ve 3 numaralı musluklar, önce üstteki h yüksekliğinde bulunan suyu aktarırlar. 2. musluk V hacminde su akıttığında 3. musluk V hacminden daha
fazla su akıtır. Ayrıca kabın alt bölmesi daha boşalmamıştır. 1 numaralı musluk da düşünüldüğünde
boş kapta 6V den daha fazla su birikir.
10.
h
h/2
h
h
Şekil I
Şekil II
Şekil II için;
3
P2 = hdg
2
3
F2 = hd · 2 S = 3 hd · S
2
Şekil I için;
P1 = 2hdg
Cevap E dir.
F1 = 2hdgS
7.
Kabın tabanına yapılan basınç kuvveti F = h·d·S·g
bağıntısı ile hesaplanır. Musluk ayarlanarak her h
yüksekliğinin dolması için aynı süre harcanıyor. Bu
nedenle basınç kuvvetinin zamana bağlı değişim
grafiği doğru orantılı olur.
Cevap D dir.
11. Sıvı basıncı P = hdg bağıntısı ile bulunur. Her iki
şekildeki sıvı yükseklikleri eşittir. d2 > d1 olduğundan Şekil I de kabın tabanındaki basınç Şekil II
dekinden büyüktür. Yani kap ters çevrilip d1 özkütleli sıvı ile doldurulursa, sıvı basıncı azalır.
Cevap B dir.
S ve 2S tabanlarına etki eden basınç kuvvetleri
eşit olarak verilmiştir. Buradan;
F1 = F2
2h·d1·g·S = 2h·d2·g·2S &
d1
d2
= 2 bulunur.
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
8.
yazabiliriz. Bağıntılara dikkat edilirse basınç azalmış, basınç kuvveti artmıştır.
Basınç kuvveti F = hdgS dir. Her iki şekil karşılaştırıldığında Şekil II deki basınç kuvvetinin daha
küçük olduğu bulunur.
Cevap D dir.
12. Y düzgün biçimli bir
kap olduğundan ters
çevrildiğinde de tabanındaki basınç değişmez.
9.
2h
3d
K
h
A
B
zeytinyağ
h2 > h
su
h1 < h
X kabı ters çevrildiğinde özkütlesi büyük olan suyun yüksekliği önceki duruma göre küçülür. Bu nedenle PX azalır.
Cevap E dir.
4d
Şekilde gösterilen A ve B noktalarındaki sıvı
basınçları birbirine eşit olduğundan;
PA = 2h·3d·g = 6hdg
PB = PA = 6hdg
yazabiliriz. B noktasından K noktasına doğru
basınç azalır. K noktasındaki basınç;
PK = PB – (h·4d·g)
PK = 6hdg – 4hdg = 2hdg bulunur.
Cevap C dir.
13. d2 > d1 özkütleli sıvıların Şekil I deki yükseklikleri eşittir. d2 özkütleli sıvının hacmi d1 özkütleli sıvının hacminden büyüktür. Bu nedenle karışımın
özkütlesi d2 ye yakın bir değer alır. Kaplar ters çevrildiğinde tabandaki sıvı basıncı artar.
Şekil II deki kapta basınç kuvveti
kesikli çizgi arasında kalan sıvının ağırlığı kadardır. Bu nedenle
basınç kuvveti azalır.
Cevap A dır.
karşm
12
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
14. Pistonların ağırlığından dolayı oluşturdukları
basınç, h yüksekliğindeki su ile dengelenmiştir.
Buradan;
G1
= hd · g
S1
G2
= hd · g
S2
S1
G1
rr
2
G1
G2
=
h
x
=
S2
G2
r4r
S2
k
G2
=
F
S1
yazabiliriz. Bağıntıların sol yanlarını eşitlersek;
G1
17.
2
1
bulunur .
4
Cevap A dır.
S1 pistonuna F kuvveti uygulandığında;
F
P=
S1
büyüklüğünde bir basınç artışı oluşur. Bu basınç
S2 pistonuna da ulaşır. S2 pistonunun ağırlığı yay
doğrultusunda olmadığından sıkışma üzerinde
bir etkisi yoktur. F kuvveti arttığında x artar. k yay
sabiti arttığında ise x azalır.
15. Musluklar açılmadan önce 6h yüksekliğindeki
suyun kabın tabanında oluşturduğu basınç 6P dir.
Musluk açıldığında X, Y, Z kaplarında su yüksekliği şekildeki gibi olur.
X
Y
Z
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap A dır.
18. Pistonların üstüne konulan eşit ağırlıklar G olsun.
Pistonlarda oluşan basınçlar;
G
P1 =
S
G
P2 =
2S
olup P1 > P2 dir. Bu nedenle 1. yay açılır, 2. yay
sıkışır.
Cevap C dir.
M
h
S
h
S
S
PX = 2P
PY = 3P
PZ = P olur.
Cevap A dır.
16. Sıvı basıncı, sıvının yüksekliği ve sıvının özkütlesine bağlıdır.
P1 = P2 = 3hdg
P2 = P3 = 2hdg
Cevap C dir.
13
BASINÇ
6.
Test 5’in Çözümleri
PX
h
1.
K kabı üzerine bir kuvvet uygulanıp kap biraz
aşağı bastırıldığında, içindeki gazın basıncı artar.
Gaz basıncından dolayı sıvı seviyesi biraz aşağı
iner.
P2
PX
P1
K musluğu açıldığında I. bölmedeki sıvı azalır. II.
bölmede sıvı yüksekliği artar. III. bölmede sıvı ile
birlikte havanın bir kısmı kalır. Bu nedenle sıvı
yüksekliği I. ve II. bölmelerdekinden daha aşağıda
dengeye gelir.
h
II
I
Cevap B dir.
2.
P3
2h
III
PX
P1, P2, P3 gazlarının basıncı için;
P1 = PX + h
P2 = PX
P3 = PX – h
bağıntılarını yazabiliriz. Buna göre, I ve IV numaralı önermeler yanlıştır.
Cevap B dir.
Cevap A dir.
3.
Huniden şişeye yağ döküldüğünde, yağ ile hava
yer değiştirmektedir. Yeri değişen hava esnek
balona dolmaya başlar. Havanın hacmi küçüldüğü
için de basıncı artar.
Cevap B dir.
4.
boşluk
PK
Y
boşluk
Z borusundaki havanın bir kısmı dışarı atıldığında
X ve Y borularındaki sıvı yüksekliği bundan etkilenmez. Z borusunda ise cıva seviyesi yükselir.
Cevap B dir.
8.
Barometre, açık hava basıncı ile 34 cm yüksekliğindeki sıvı basıncının toplamını gösterecektir.
Barometre cıva ile çalıştığından, sıvının basıncı
cıva basıncına çevirmeliyiz.
P0 + h·dsıvı
74 + 34 ·
PK
70 cm
Nihat Bilgin Yayıncılık©
7.
h
6, 8
= 91 cmHg
13, 6
Cevap A dır.
10 cm
Şekil I
Şekil II
9.
Fanusun içindeki gazın basıncı 70 cmHg dir.
Manometrenin sol kolundaki basınç 60 cmHg
olduğundan sağ koldaki cıva yüksekliği 60 cm olur.
P0
hK
h
Cevap B dir.
A
B
cva
5.
Musluk kapalı iken sağ balondaki 4P basıncı, cıva-
K svs
nın h kadar yükselmesini sağlamıştır. Musluk açılınca eşit hacimli balonların basınç farkı yarıya ineh
cektir. Bu nedenle cıva sol kolda
yüksekliğine
2
iner.
A noktasındaki basınç, B noktasındaki basınca
eşittir.
PA = PB
Cevap A dir.
hK · dK · g + P0 = h · dcıva · g + P0
14
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
I. Kabın içine K sıvısı ile karışabilen özkütlesi
daha büyük sıvı eklenirse karışımın özkütlesi
artar. A noktasındaki basınç artacağı için h
yüksekliği artar.
musluğundan, havanın bir kısmı boşaltılırsa h2
azalır. En sağdaki düzenekte cam balondaki gazın
basıncı, Pgaz = h3 + P0 dır. Eğer P0 azalırsa h3
artar.
II. U borusu daha derine indirilirse hK yüksekliği artar. A noktasındaki basınç artacağı için h
yüksekliği artar.
Cevap A dır.
III. Açık hava basıncının değişmesi her iki kolda
da aynı değişikliği yapacağından h değişmez.
13.
P0= 76 cm-Hg
Cevap B dir.
V
V
10.
3P
2
P3
P1
2h
h
P2
A
B
A noktasının basıncı B noktasının basıncına eşittir.
PA = PB
P1 + 2h = P2 & P2 > P1
B noktasının basıncı;
P2 = P3 + h & P2 > P3
P2 basınçlarını eşitlersek;
P1 + 2h = P3 + h
P1 + h = P3 & P3 > P1
gaz basınçları arasında;
P2 > P3 > P1 ilişkisi yazılır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
C
16 cm
Musluk kapalı iken cıvaya etki eden gazın hacmi V,
basıncı 2P dir. O hâlde;
2P = 76 + 4
P = 40 cmHg
olur. Musluk açıldığında hacim 2V, basınç
3
P
2
olur. Bir başka ifadeyle, basınç;
3
· 40 = 60 cmHg
2
olur. 76 cmHg olan hava basıncı gaz basıncından
76 – 60 = 16 cmHg daha büyüktür.
Cevap B dir.
14. Şekil I deki gaz basıncı;
Cevap B dir.
Pgaz = P0 + 5 cmHg
Pgaz = 70 + 5 = 75 cmHg
bulunur. Şekil I de 20 cm olan gazın yüksekliği
Şekil II de 15 cm ye düşürülmüştür. Bu durumdaki
gazın basıncı;
11. Her üç tüpün açık uçlarına X gazının basıncı etki
etmektedir. X gazının basıncı PX olmak üzere;
P1·V1 = P2·V2
PK = h·dcıva + PX
75 · 20 = P2 · 15
PL = 2h·dcıva + PX
PM = h·dcıva + PX olur.
Buna göre, PL > PK = PM dir.
P2 = 100 cmHg
bulunur. Bu basıncı elde etmek için boruya 25 cm
daha cıva eklenmelidir.
Cevap C dir.
Cevap B dir.
12. En soldaki düzenekte lastik balon kullanılmıştır. Fanusun içindeki basınç azalınca lastik balon
biraz şişer ve içindeki gaz basıncı azalır. Bunun
sonucunda h1 azalır. Ortadaki düzenek bir barometre olup bulunduğu ortamın basıncını ölçer. M
15. Açık hava basıncı değişmediği için cıvanın tüp
içindeki h1 yüksekliği değişmez. h2 yüksekliği ise
azalır.
Cevap D dir.
BASINÇ
4.
Test 6’nın Çözümleri
1.
15
Sıvı üzerine uygulanan P0 açık hava basıncı ile
h2·dsıvı·g basıncı, borudaki h1 yüksekliğini oluşturur.
Açık hava basıncı P0 olsun;
Cevap C dir.
gaz
P0
P0
P0
3h
2h
h
X
dX
Y
dY
Z
5.
Sistem dengede olduğuna göre;
P0 = h·dsıvı·g + Pgaz
bağıntısını yazabiliriz. Bağıntıdan da anlaşılacağı
gibi gazın basıncını bulabilmek için P0, dsıvı ve h
büyüklüklerini bilmemiz gerekir.
dZ
P0 = h·dX·g + Pgaz P0 = 3h·dY·g
eşitlikleri yazılabilir. Bu ifadeleri birbirine eşitlersek;
hdXg + Pgaz = 3hdY·g = 2hdZ·g olur.
dX ile dY ve dX ile dZ değerleri karşılaştırılamaz.
Ancak dZ > dY olduğunu görebiliriz.
Cevap D dir.
P0 = 2h·dZ·g
6.
Cevap B dir.
Deniz seviyesinde açık hava basıncı en büyük
değerdedir. Bu nedenle de h yüksekliği en büyük
değerdedir. Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldığında açık hava basıncı ve buna bağlı olarak
borudaki h yüksekliği azalır. h yüksekliği azalınca
borunun üstündeki gazın bulunduğu hacim artar.
Bunun sonucunda gaz basıncı azalır.
2.
I. Borudaki cıva yüksekliği; sıcaklığın artmasına bağlıdır. Sıcaklık artarsa cıva genleşir ve h
yüksekliği artar.
II. Cıva yerine başka sıvı kullanılması h yüksekliğini etkiler. Çünkü; P0 = h·dcıva·g dir. Başka
sıvı kullanıldığında sıvının özkütlesi değişir. P0
değişmediğinden h yüksekliği değişir.
III. Cıva yüksekliği, borunun çapının değişmesine
bağlı değildir. Çünkü sıvı basıncı, kabın şekline ve duruşuna bağlı değildir.
IV. Deneyin farklı yükseklikte yapılması h yüksekliğini etkiler. Çünkü açık hava basıncı değişir.
Cevap B dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
7.
Şekil I için;
P0 = hd1 + Pgaz
Şekil II için;
P0 = hd2
bağıntılarını yazabiliriz. Barometre borularındaki sıvı yüksekliklerinin eşit olma nedeni özkütle
ve sıcaklıklarının farklı olmasından kaynaklanıyor
olabilir. Boru kalınlığının basınç üzerinde bir etkisi
yoktur.
Cevap C dir.
8.
3.
Muluk açıldığında su seviyesi
en alta iner. Çünkü açık hava
basıncı borunun iç kısmına
etki etmektedir. Bu olayda I.
ve II. öncüller etkili olmuştur.
III. öncülün bu olayla bir ilgisi
yoktur.
M
su
P0
P0
P0
su
Cevap B dir.
Şekildeki su seviyelerinin farklı oluşu Bernoulli
prensibi ile açıklanır. Bu prensibe göre, akışkanların hızı arttıkça basınçları azalır. Akışkanın hızı,
içinden geçtikleri borunun kesitiyle ters orantılıdır.
Cevap C dir.
16
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
9.
Bernoulli prensibine göre; herhangi bir akışkanın
hızı arttıkça, bu akışkanın basıncı azalır.
Akışkanın kesitinin daraldığı yerde hızı artar. Yani
gazın içinden geçtiği borunun kesiti küçülünce hızı
artar dolayısıyla o koldaki basınç azalır. Ayrıca,
akışkanlar basıncın yüksek olduğu yerden düşük
olduğu yere doğru akarlar.
13. I. Buzun özkütlesi suyun özkütlesinden daha
küçük olduğundan buz kalıbı eridiğinde daha
az hacim kaplar. K kabında buz kalıbı suyun
içinde tamamen batmış durumdadır. Bu kaptaki buz eridiğinde su seviyesi azalır.
III numara ile verilen bilgi doğru olmasına karşın
bu olayla ilgili değildir.
II. L kabındaki buz serbest hâldedir. Bu kaptaki
buz eridiğinde su seviyesi değişmez.
III. K kabında toplam kütle değişmediğinden yere
uygulanan basınç değişmez.
Cevap E dir.
Cevap D dir.
10. Verilen üç olay da Bernoulli prensibi ile açıklanır.
Yani akışkanların hızı arttıkça basınçları azalır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap E dir.
11.
K
A
P0
P0
L
sv
K borusundan üflendiğinde A bölgesindeki hava
hızlı hareket eder. Böylece A noktasındaki basınç
düşmüş olur. sıvının açık yüzeyine uygulanan P0
basıncı sıvı tarafından aynen iletilir. Böylece L
borusunda sıvı yükselerek dışarı püskürür.
Cevap D dir.
12. Kışın camların buğulanmasının nedeni basınç
farkı değil, sıcaklık farkındandır. Bu olay soruda
verilen ilkelerle açıklanamaz.
Cevap D dir.
14. Havanın tamamı boşaltıldığında K ve L sıvıları
açık hava basıncının etkisiyle borularda yükselir.
Borulardaki yükselme, açık hava basıncıyla dengeleninceye kadar devam eder. Borulardaki sıvı
yüksekliği, borunun kalınlığına ve sıvıların öz ısılarına bağlı değildir. Yükseklik farkı sıvıların özkütlelerinin farklı olmasından kaynaklanmaktadır.
Cevap B dir.
BASINÇ
Test 7’nin Çözümleri
6.
(Çıkmış Sorular)
1.
Sıvılar aynı cins ve yükseklikleri eşit olduğundan
yan yüzeylere etki eden ortalama sıvı basınçları
eşittir. Şekil II deki kabın yan yüzey alanı, Şekil I
deki kabın yan yüzey alanından büyüktür.
F1 = Port · S1
F2 = Port · S2
olup S1 < S2 olduğundan F1 < F2 dir.
Soruda birim alanına etki eden basınç kuvveti sorulmuş. Birim alana etki eden basınç kuvveti, O noktadaki basınca eşittir. K, L, M noktalarındaki sıvı yükseklikleri arasında hK = hM < hL ilişkisi
vardır. Bu nedenle bu noktalardaki birim alana etki
eden basınç kuvvetleri arasında FK = FM < FL ilişkisi olur.
Cevap A dır.
Cevap D dir.
2.
17
7.
Molekül sayısı ve dolayısıyla kütle, pistonun hareketinden etkilenmez. Piston hızlı bir şekilde itildiğinde moleküllerin sıcaklığını artırır. Ayrıca hacim
küçüleceğinden özkütle artar.
Cevap E dir.
Pedal aracılığıyla uygulanan kuvvet sıvı üzerinde
bir basınç oluşturur. Sıvı sıkıştırılamadığı için oluşan basıncı fren papucu üzerine iletir. Bu basınç
fren papucu üzerinde bir kuvvet oluşturur. Bu kuvvet tekere fren yaptıran sürtünme kuvvetini artırır.
Soruda verilen üç bilgi de bu sistemin çalışmasında etkilidir.
3.
Şekil II deki boruların kalınlığı farklı olduğu hâlde
içlerindeki cıva yüksekliği eşittir. Bir başka anlatımla, her iki borudaki sıvı basınçları eşittir. Bu, sıvı
basıncının kesite bağlı olmadığını gösterir.
Cevap D dir.
4.
Baba ve oğlunun kara batma miktarları yere uyguladıkları basınçlar ile orantılıdır.
900 N
Pbaba =
= 300 N / dm 2
3 dm 2
450 N
= 450 N / dm 3
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap E dir.
8.
Basınç kuvvetini veren bağıntı;
F = hdg·S dir. Buradan;
F1 = 3h·d·g·S
F2 = 1,5h·d·g·2S = 3hdgS
F3 = 2h·d·g·3S = 6hd·g·S
bulunur. O hâlde F1 = F2 < F3 tür.
Cevap C dir.
Poğul =
Poğul > Pbaba olduğundan, oğlu babadan daha çok
batar.
Cevap D dir.
5.
Basınç küçük piston tarafından üretilip büyük
pistonun olduğu tarafa gönderiliyor. Bu nedenle
büyük pistonun alanının değişmesi, küçük pistonun oluşturacağı basıncı etkilemez. Küçük pistoOL
nun alanı, kaldıraçtaki
oranı, F itme kuvveti
OK
ve küçük pistonun ağırlığı, oluşan basıncın büyüklüğünü etkiler.
10. Kap, dar yüzeyi alta gelecek şekilde döndürüldüğünde, içindeki suyun yüksekliği artar. Suyun yüksekliği artınca da tabandaki su basıncı artar.
Cevap A dir.
Cevap E dir.
1 dm 2
9.
Esnek zara bastırılınca sıvı ile esnek zar arasında kalan gazın hacmi küçülür ve basınç artışı olur.
Sıvılar sıkıştırılamadığı için oluşan bu basınç sıvı
tarafından her tarafa aynen iletilir. Bunun sonucunda tüpün içindeki hava sıkışır ve hacmi küçülür. Sıkışma sonucu oluşan boşluk su ile dolar. I.
ve II. yargılar bu olayla ilgilidir. III. yargı doğru bir
bilgi olmakla birlikte bu olayla ilgili değildir.
Cevap C dir.
18
11.
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
Psıvı = P0
h·dsıvı·g = P0
h sıvı yüksekliğinin oluşturduğu basınç açık hava
basıncı tarafından dengelenir. Borunun çapının
büyük ya da küçük olması basınç üzerinde etkili
değildir. Ortamın sıcaklığı, sıvının özkütlesi h yüksekliğini etkiler. Yükseklerde açık hava basıncı
azalacağı için h yüksekliği de azalır. Borunun üstüne hava kaçarsa yine h yüksekliği azalır.
16. Su önce eşit bölmelerden I. ye akar. II. bölmenin tabanındaki su basıncı sorulduğundan bir süre
basınç sıfır olacaktır. I. bölme dolduktan sonra su
II. bölmeye akar. II. bölme dolduktan sonra taban
alanı genişleyeceği için suyun yükselme hızı azalır.
Cevap A dir.
Cevap B dir.
17. Suyun deliklerden fışkırarak hareket etmesi basıncın olduğunu kanıtlar. Bu nedenle I. yargı bu
deney için bir kanıttır. Sağ yan yüzeyde alt noktadaki sıvının daha büyük hızla fışkırması, o noktadaki sıvı basıncının üstündeki noktaya göre daha
fazla olduğunu gösterir. Bu deney, II. yargı için de
bir kanıttır. III. yargı bilgi olarak doğrudur. Ancak bu
deneyle doğruluğu kanıtlanmaz.
12. Barometrelerin duyarlılığı; boruların biçimine,
duruşuna ve kalınlığına bağlı değildir. Bu nedenle üç barometrenin de duyarlılığı aynıdır.
Cevap A dir.
13. Fışkıran suyun ilk düştüğü noktaların kaplara
uzaklığı, tıkaçlar üzerindeki basınç ile orantılıdır. L ve M tıkaçlarının sıvıların serbest yüzeylerine olan dik uzaklıkları eşittir. Bir başka ifadeyle, L ve M tıkaçları üzerine uygulanan sıvı basınçları eşit olduğundan x2 = x3 tür. K tıkacı üzerindeki sıvı basıncı, L ve M ninkinden küçük olduğu için
x1 < x2 = x3 bulunur.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
18. Sıvı basıncını veren bağıntı P = hdg dir. K kabının
tabanındaki su basıncı;
PK = 3a·d·g = P
dir. L nin tabanındaki su basıncı ise;
PL = 3a·d·g = P olur.
Cevap B dir.
Cevap E dir.
14. Başlangıçta sürahideki suyun yüksekliği h, tabandaki su basıncı P = hdg dir. Sürahinin orta kısmı
şişkin olduğundan bir bardak daha su ilave edildiğinde su yüksekliği 2h olamaz. Bu nedenle yeni
basınç P den büyük, 2P den küçük olur.
Cevap B dir.
15. M musluğu açıldığında X kabındaki su, üç kap arasında bölüşülecektir. Kapların üst kısımları açık
olduğundan her üç kaptaki su yüksekliği eşit olacaktır. Bu nedenle kaplardaki su seviyeleri yarı
yüksekliklerinden daha az olacaktır.
Cevap B dir.
19. Cam balondaki gaz boşaltılınca her iki koldaki cıva
üzerine etki edecek bir basınç olmayacağı için kollardaki cıva yükseklikleri aynı seviyeye gelir.
Cevap E dir.
20. Tüpte sıkışan gazın basıncı, açık hava ve cıvanın
yaptığı basınçla dengelenir.
Pgaz = Pcıva + P0
Pgaz = h·dcıva·g + P0
P0, mmHg cinsinden verdiği için, bu formülü
mmHg cinsinden aşağıdaki şekilde yazabiliriz.
Pgaz = h + P0
Buna göre, P0 ve h niceliklerinin bilinmesi gerekir.
Cevap B dir.
BASINÇ
19
21. X gazının basıncı PX, Y gazının basıncı PY olsun.
X gazının basıncı için;
26. Şekil I de gazın basıncı P1, Şekil II de P2 olsun.
Buradan;
PX = P0 + Pcıva
P1 = Pcıva + P0 = 15 + 75 = 90 cmHg
PX= 76 + 10 = 86 cmHg
P2 = P0 – Pcıva = 75 – 15 = 60 cmHg
yazabiliriz. X ve Y gazlarının beraber bulunduğu
düzenekte cıva Y gazı tarafındaki kolda yükseldiğine göre, PX > PY dir. Buradan;
PY = PX – Pcıva
PY = 86 – 6 = 80 cmHg bulunur.
bulunur. Şimdi de PV = nRT bağıntısından;
P1 V = n 1 RT
P2 V = n 2 · RT
P1 V
n1
P1
RT
n2 = P V = P
2
Cevap C dir.
n1
90
n 2 = 60
22. M musluğu açılınca borudaki cıva çanağa boşalır
ve D seçeneğindeki görünüm elde edilir.
Cevap D dir.
24. Özdeş kapların her bölmesinin hacmi V olsun. M
musluğu açılıp denge sağlandığında üç kaptaki
sıvı yükseklikleri aynı seviyede olmak zorundadır.
M musluğu altında kalan bölmedeki su, I kabında
kalır. Bu nedenle paylaşılacak suyun hacmi 3V dir.
3V nin 2V si I ve II numaralı kaplarda kalacağından, son durumda paylaşılacak su V kadardır.
h
Böylece III. kaptaki su yüksekliği
kadar olacak3
tır. Seviyelerin eşit olması gerektiğinden üç kaptaki su yüksekliği 2h ile 3h arasında olur.
Cevap C dir.
25. I. kolda basınç oluşturan nesne pistonun ağırlığıdır. II. kolda basınç oluşturan nesne h yüksekliğindeki sıvıdır. Denge olduğuna göre bu basınçlar
eşittir.
m·g
= h·d·g
S1
m
m
= h·d & h =
S1
S1 · d
Buna göre, h yüksekliği;
• Pistonun m kütlesine,
• I. kolun S1 kesit alanına
• Sıvının d özkütlesine bağlıdır.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
23. Katı cisimlerde basınç, birim yüzey üzerine binen
ağırlıktır. Ördeğin parmak araları perdeli olduğundan tavuğun basıncı daha büyük olur. Soruda verilen üç önerme, basınç-yüzey alanı ile ilgilidir.
Cevap E dir.
2
RT
& n 2 = 2 n 1 bulunur .
3
O hâlde balondan alınan gazın kütlesi ilk durum1
dakinin
’ü dür.
3
Cevap B dir.
27. Şişeye dökülen su bir hacim kaplayacağı için havanın hacmini küçülterek basıncını artırır. Deneyde
havanın ağırlığıyla ilgili bir olay olmadığı için I. ve
III. yargılar doğrulanmış olur.
Cevap D dir.
28. Çaydanlıklar akaçların uçlarının seviyelerine kadar
doldurulabilir. Akaç seviyesini geçen su, akaçtan
akar. Bu nedenle X ve Z kapları eşit hacimde su alır,
Y kabı küçük olduğu için bunlardan daha az su alır.
Cevap B dir.
29. I numaralı koldan boşalacak sıvının hacmi 30·S
kadardır. Bu sıvı, II ve III numaralı kollarda yükseklikleri eşit olacak şekilde dağılır.
30·S = S·h + 2S·h
h = 10 cm bulunur.
Cevap C dir.
30. P pistonu K düzeyinden yukarı doğru çekildiğinde su da pistonla birlikte yükselir. Piston M deliğini
geçtiğinde içeri hava girer. Hem dışarıda hem de
pistonun içinde aynı açık hava basıncı oluştuğundan silindire dolan su geri boşalır.
Cevap D dir.
20
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
31. K pistonu ağırlığından dolayı bir basınç oluşturur.
Ayrıca sıvı yüksekliğinden dolayı da bir basınç vardır. Öte yandan L pistonuna F kuvvetinin uygulanması ile oluşan basınç, bu iki basıncı dengeler.
mK ·g
F
= h · dsıvı · g +
SL
SK
mK ·g
F = S L ( h · d sıvı · g +
)
SK
35. Aynı düzeyde olan pistonlara etkiyen basınçlar birbirine eşittir. Buradan;
P1 = P2 = P3
2S
L pistonunun ağırlığı düşey doğrultuda olduğu için
basınç oluşturmaz. L pistonunun ağırlığını bilmemize gerek yoktur.
dX = dZ = 2dY
bulunur. Buna göre X ve Z nin özkütleleri birbirine
eşit, Y ninki farklıdır.
S
F2
=
F3
2S
F3
10
=
=
2S
2S
S
F3 = 10 N ve F2 = 5 N bulunur.
t
t
t
t
t
t
Cevap D dir.
34. Cam balondaki gazın basıncı, h yüksekliğindeki
sıvı basıncıyla açık hava basıncını dengeler.
Pgaz = h·dsıvı·g + P0
h=
Buna göre, h yüksekliği manometrede kullanılan
sıvının hacmine bağlı değildir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap C dir.
Cevap B dir.
33. Kap 6t sürede dolduğuna göre, şekilde gösterilen her bölme t sürede dolar. Su 3t - 4t süreleri arasında S tabanlı
kabı doldurur. Bu sürede N noktasına etki
eden sıvı basıncı sabit
kalır.
F2
36. F kuvveti arttırıldığında önceki duruma göre fazladan bir basınç oluşur. Bu basınç artışı sıvı tarafından her yere aynen itildiği gibi balonun yüzeylerine
de iletilir. Bunun sonucunda balonun hacmi küçülür ve balona uygulanan sıvı kaldırma kuvveti azalır. Sıvı kaldırma kuvveti azalınca gergin durumdaki yay, balonu biraz aşağı yönde yani 3 yönünde
çeker.
32. Basınç kuvvetini veren bağıntı F = hdSg dir. Her
üç kabın tabanına uygulanan basınç kuvvetleri eşit
olduğuna göre;
h·dX·g·S = h·dY·g·2S = h·dZ·g·S
=
Cevap E dir.
Cevap E dir.
F1
37. Su balonlara dolarken havayı çıkış borusundan
dışarı atar. Bundan dolayı hangi balonda en az
hava kalırsa o kaba fazla su doldurulur.
K
Cevap E dir.
su
Buna göre, VL < VM < VK olur.
Cevap E dir.
38. Havanın bir kısmı boşaltıldığında kabın içindeki basınç azalır. Balon da bu basınç azalmasına uyum sağlamak için kendi basıncını azaltmak
ister. Bunu da hacmini artırarak gerçekleştirir.
Balonun şişmesinin nedeni basıncının azalmasından dolayıdır.
Cevap C dir.
d sıvı · g
M
su
39.
Pgaz - P0
L
su
FX = FY
3h·dX·g·2S = 3h·dY·g·S
dX
dY
=
1
bulunur.
2
Cevap C dir.
BASINÇ
40. Sistem dengedeyken kabın tabanındaki basınç
en büyüktür. Aynı seviyedeki basınçlar eşit olmak
zorundadır.
44. Balon yukarı doğru çıkarken üzerine etki eden sıvı
basıncı azalır. Buna bağlı olarak balonun hacmi
artar. Hacim arttığı için balonun içindeki gazın
basıncı azalır.
h
A
21
Balonun hacmi büyüdüğü için sıvı içinde daha
fazla yer kaplar ve bu nedenle sıvı yüksekliği artar.
Sıvı yüksekliği artınca S noktasındaki basınç da
artar.
B
Cevap C dir.
PA = PB
P0 + h·dsıvı·g = Pg
Buna göre, P0 < Pg < PT dir.
45. h yüksekliğindeki Y sıvısı ile 2h yüksekliğindeki X
sıvısının kütleleri eşit olarak verilmiştir. Böyle olabilmesi için X sıvısının özkütlesi d alınırsa, Y sıvısının özkütlesi 2d olur. Buradan;
Cevap E dir.
P1 = 3h·d·g = P
dir. Musluklar açılınca sistem bileşik bir kap hâlini alacağından üç koldaki sıvı seviyesi eşit hâle
gelir. Şekil dikkatlice incelendiğinde M1 musluğu
en alttadır. Bu nedenle her üç koldaki yükseklik,
M1 musluğunun seviyesinde dengeye gelir. Son
durumda sıvı yüksekliği h olacağından X noktasındaki basınç;
1
P2 = hdg = P olur.
3
Cevap A dir.
42. Eşit debili su akıtan muslukların her biri, t sürede
P kadar basınç oluşturmuş olsun. 0-t zaman aralığında K dan akan suyun yaptığı basınç P olur.
t-3t zaman aralığında iki musluk birlikte 4P daha
basınç oluşturur. Böylece 3t süresi sonunda toplam basınç 5P olur.
Cevap B dir.
43. Yarım küre biçimli X katı cisminin temas alanı noktasal biçimde olduğundan PX en büyüktür. Düzgün
geometrik biçimli katı cisimlerin basıncı P = hd
bağıntısı ile hesaplanır. Y ve Z dik silindirleri için h
ve d aynı olduğundan PY = PZ dir.
Cevap A dır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
41. Musluklar açılmadan önce sıvı yüksekliği 3h olduğundan X noktasındaki sıvı basıncı;
PK
PL
=
2 hdg
1
bulunur.
=
2 hdg + h 2 dg
2
Cevap C dir.
46. Özkütlesi d, yüksekliği h olan X sıvısının kabın
tabanında oluşturduğu basınç;
P1 = hdg = P
dir. Yükseklik 2h oluncaya kadar kabın üzerine,
özkütlesi 2d olan Y sıvısı ekleniyor. Kap giderek
genişlediği için Y sıvısının hacmi X sıvısının hacminden büyük olur. Bu nedenle karışımın özkütlesi
1,5d den büyük olur. Şayet karışımın özkütlesi
1,5d olsaydı kabın tabanındaki basınç;
P2 = 2h·1,5d·g = 3hd = 3P
olurdu. Karışımın özkütlesi 1,5d den büyük olduğu
için basınç da 3P den büyük olur.
Cevap E dir.
47. Musluk sabit debili ve kap
M
düzgün biçimli olduğundan; şekildeki her bir
bölme t sürede dolar.
h
t
t
t
Buna göre, K noktasına
h
t
t
t
etki eden sıvı basıncı 0-2t
arasında düzgün artarak
t
h
t
t
K
2P ye çıkar. 2t-6t arasında
S
S
S
diğer bölmeler dolduğu
için 2P de sabit kalır. 6t-9t arasında sıvı seviyesi h
kadar daha yükseldiği için basınç 3P ye çıkar.
Cevap A dır.
22
Ünite 1
Basınç ve Kaldırma Kuvveti
48. Katı cisimlerin yatay düzlem üzerine uyguladıkları basınç kuvveti, doğrudan cisimlerin ağırlıklarına eşittir. Her üç konumda da cisimlerin ağırlıkları
değişmediği için F1 = F2 = F3 tür.
52. L ve M musluklarının açılmasıyla kap, bileşik kap
gibi davranır. Böylece h1 ve h2 seviyeleri eşitlenir.
Cevap E dir.
Cevap A dır.
53. Daha önce hava içinde duran bilye, ipin kopması
sonucu suyun dibine batarak dengeye gelir. Suyun
seviyesi bilyenin hacmi kadar artarken, havanın
hacmine bir değişiklik olmaz. Bu nedenle Ph değişmez, Psu artar.
49. Üst kısmındaki X sıvısının özkütlesi d, alt kısmındaki Y sıvısının özkütlesi 2d olsun. Sıvılar karışmadan önce X ve Y noktalarındaki sıvı basıncı;
PX = h·d·g
PY = 2h·d·g + h·2d·g = 4hd·g
dir. Eşit hacimli sıvılar türdeş biçimde karıştırılınca
karışımın özkütlesi 1,5d olur. İkinci durumda X ve
Y noktalarındaki sıvı basıncı;
PX = h·1,5d·g = 1,5·hd·g
PY = 3h·1,5d·g = 4,5·hd·g
bulunur. Buna göre, ikinci durumda hem PX, hem
de PY artar.
Cevap B dir.
54. K tarafındaki havanın basıncı, L tarafındaki havanın basıncından büyük olduğundan, Şekil I deki
denge durumu oluşmuştur. K ve L muslukları açılıp kapandıktan sonra sistem 2 ve 3 numaralı kaplardaki gibi dengeye gelebilir. Ancak 1 numaralı
denge durumu oluşmaz.
Cevap A dır.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
50. Musluklardan boşalan suyun hacmi, bu noktalardaki su basınçları ile orantılıdır. Aynı sürede K
musluğundan akan suyun hacmi V ise L musluğundan akan suyun hacmi V den büyüktür. K seviyesine kadar olan hacim 2V den büyük olduğu
için KL arasındaki hacim de 2V den büyüktür. Bu
nedenle L den akan suyun hacmi 3V den büyüktür.
Cevap A dır.
55. X ve Y sıvılarının yükseklikleri eşit olduğundan
hX = hY = h olsun.
PX = h·dX·g = P
PY = h·dY·g = 2P
olduğundan dY = 2dX olmalıdır. Soruda X ve Y sıvılarının hacimleri verilmediği için kütlelerinin büyüklüğünü karşılaştıramayız. Ayrıca kapların taban
alanlarını karşılaştıracak bilgi de verilmemiştir.
Cevap A dır.
51. M musluğu kapalı iken hZ > hY dir. Bunun anlamı;
açık havanın basıncı, Z kolunda sıkışan basınçtan
daha büyüktür.
M musluğu açılıp denge sağlandığında tabandaki sıvı basınçları eşit olur. Böyle olabilmesi için hX
azalır ve hY artar. X ve Y kollarına etki eden açık
hava basıncı eşit olduğundan denge sağlandığında hX = hY olur. hY nin artması Z kolundaki havaya hY nin artış miktarı kadar fazladan su basıncı etki eder. Bu basınç artışını dengelemek için Z
deki kapalı hava basıncını artırır, bunu yaparken
de hacmini küçültür. Hacim küçülmesi nedeniyle
boşalan yere su dolar ve hZ artar.
Cevap A dır.
56. Başlangıçta sistem dengedir. Bu durumda her iki
koldaki basınçların eşitliğinden;
PX = Ps ı v ı + PY
m
m
= h · dsıvı · g +
S
2S
eşitliğini yazabiliriz. X pistonu U borusundan çıkam
rılırsa, Y pistonu
kadar fazladan basınç uygu2S
layacaktır. Sistem yeniden dengeye geldiğinde sıvı
diğer tarafta h kadar yükselir.
Cevap B dir.
BASINÇ
57. M musluğu açıldığında dışarı su aktığına göre,
kapalı bölümdeki havanın basıncı açık hava
basıncından büyüktür. Akışkanlar yüksek basınçtan düşük basınca doğru akar. O hâlde su aktığı
sürece K noktasındaki toplam basınç azalır.
23
61. Sol koldaki su yüksekliği sağ koldakinden fazladır.
K ve L noktalarındaki toplam basıncın eşit olması
için sağ koldaki gaz basıncının soldakinden büyük
olması gerekir.
Kapalı kısımdaki havanın hacmi artacağı için, su
aktığı sürece Ph de azalır.
Cevap A dır.
M musluğu açılınca her iki koldaki gaz basıncı eşit hâle gelir. Bir başka anlatımla, sol koldaki
gaz basıncı önceki duruma göre artar. Sağ koldaki
gaz basıncı ise önceki duruma göre azalır. Bunun
sonunda PK artar, PL azalır.
Cevap C dir.
58. Şekil II deki grafik 2t-3t arasında N noktasındaki basınç sabit kalmıştır. Buradan L musluğunun
K musluğundan önce açıldığını anlayabiliriz. 0-2t
ve 3t-5t aralıklarında grafiğin eğimi aynı olduğuna
göre, K ve L musluklarının debileri eşittir.
62. I. ve II. yargılar gazların çözünürlük basınç ilişkisini anlatır.
Cevap C dir.
59. Özdeş cisimlerin ağırlıklarına G diyelim. Kollardaki
sıvı seviyelerinin eşit olabilmesi için K ve L pistonlarına, ağırlıkların yaptığı basınçlar eşit olmalıdır.
İlk durumda K pistonunun oluşturduğu basınç;
3G
S
L pistonunun oluşturduğu basınç;
4G
2G
=
2S
S
dir. K pistonu üzerindeki cisimlerden biri alınırsa
2G
her iki taraftaki basınç
olur ve kollardaki su
S
yükseklikleri eşit olur.
Cevap D dir.
60. Sistem dengede olduğu için aynı seviyedeki gaz
basınçları eşittir. Alttaki yatay çizgi seviyesinden
basınçların eşitliğinden;
K kolu için: PX = Pcıva + Ph
L kolu için: PX = Pcıva + PL
yazabiliriz. PX in sağ yanlarını eşitleyelim;
Pcıva + Ph = Pcıva + PL
Ph = PL elde edilir. X gazının basıncı en büyüktür.
Buna göre PL = Ph < PX bulunur.
Cevap E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Cevap E dir.
63. Başlangıçta X ve Y gazlarının oluşturduğu basınçlar eşittir. M musluğu açıldığında Y gazı dışarı
kaçar. X gazının etkisiyle su boruda ∆h kadar yükselir. X gazının bulunduğu hacim artar. Böylece Pg
azalır. Y gazının dışarı kaçması sonucu K noktasındaki toplam basınç da azalır.
Cevap A dır.
64. Başlangıçta kapta h yüksekliğinde özkütlesi 1 g/cm3
olan V hacminde su vardır. Bu kaba, özkütlesi
1
V
g/cm3 olan
hacminde plastik bir bilye atılı2
2
yor. Bilye, su özkütlesinin kesri kadar, yani hacminin yarısı kadar batar. Bilyenin suda batan kısmı
5
V
olur. Böylece suyun yüksekliği
h ye çıkar. h
4
4
yüksekliğindeki suyun K noktasında oluşturduğu
5
basınç P ise,
h yüksekliğindeki suyun K nokta4
5
sında oluşturduğu basınç P olur.
4
Cevap B dir.
65. Kabın alt bölmesi düzgün, üst bölmesi giderek
genişlemektedir. Piston x seviyesinden y seviyesine çekildiğinde gazın hacmi artacağından Pgaz
azalır. Ayrıca kabın biçiminden dolayı sıvı yüksekliği önceki duruma göre azalır. Bunun sonucunda
Psıvı azalır.
Cevap D dir

Download Report