Soru Kitabı Basınç ve 2. Ünite Kuvveti - Nihat Bilgin …nihatbilginyayincilik.com/cozumler-2014/10_Sinif_Fizik...Nihat Bilgin Yayıncılık 6 2 Basınç ve Kaldırma Kuvveti 5

Basınç ve Kaldırma Kuvveti

2.Ünite

Hidrolik Fren Sistemi

10. SınıfSoru Kitabı

1. Konu

Basınç

Test Çözümleri

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

2 Ünite 2 Basınç ve Kaldırma Kuvveti

Test 1’in Çözümleri

1. y1 y2

SS

21 3

S yatay (yer)

Üç parçanın taban alanı eşit olup S kadardır. Parça-ların ağırlıkları arasında G3 > G2 > G1 ilişkisi oldu-ğundan, yere uyguladıkları basınçlarının büyüklük ilişkisi P3 > P2 > P1 biçimindedir.

Yanıt C dir.

2.

3h

2hh

1

2

3

yatay (yer)

Düzgün dik silindirik ya da prizmatik cisimlerin ba-sıncı, 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.

Yanıt D dir.

3.

2S4SS

yatay (yer)

X

Y

Z

Katı cisimler için;

Basınç = dikey kuvvetYüzey alanı

=S

F

dir. Bu bağıntıdan;

P PS

F

P PS

F

P PS

F

4

4

22

X

X

Y

Y

Z

Z

= =

= =

= =

yazabiliriz. Buradan;

FX = FY = FZ bulunur.

Yanıt E dir.

4.

1 2 3

Katılarda basınç kuvveti yalnızca cismin ağırlığına bağlıdır. Cisimler özdeş olduğundan F1 = F2 = F3 olur.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

3BASINÇ

5.

2a2a a a

Şekil IIŞekil I

K

KLL

Şekil I de K ve L cisimlerinin yere uyguladıkları ba-sınçlar eşit olup P1 = P kadardır. Buna göre;

( )

Pa

G

a

GP

2

K L1 2 2= = =

GK = 4GL

bulunur. Şekil II de yere yapılan basınç P2 olsun.

P

a

G G

a

G G

a

G

4

5

K L L L

L

2 2 2

2 2

=+

=+

.P P olur5= =

Yanıt E dir.

6. F

F

F

yatay

yatay

düşey

1 2

3

Şekil 1 deki P1 basıncı en büyüktür. Çünkü cismin ağırlığına ek olarak F kuvveti uygulanıyor. Şekil 3 teki P3 basıncı ise en küçüktür. Çünkü F kuvveti cis-min ağırlığı ile zıt yöndedir. Cismin ağırlığı G, temas alanı S olsun;

PS

F G

PS

F

PS

F G

1

2

3

=+

=

=-

P1 > P2 > P3 bulunur.

Yanıt D dir.

7.

yatay (yer)

1 2 3

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 tekin-den küçüktür. Bu nedenle P1 = P2 > P3 olur.

Yanıt A dır.

8.

K L

Şekil I Şekil II

K

L

K ve L cisimleri özdeş olduğundan ağırlıkları birbiri-ne eşittir.

Şekil II de ağırlık iki katına çıktığı için basınç da iki katına çıkar.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


9. I II

Kesik koni ters çevrildiğinde yüzey alanı arttığından yatay yüzeye uyguladığı basınç azalır.

Katı cisimlerin ağırlığı basınç kuvvetine eşittir. Kesik koni ters çevrilirse ağırlığı değişmeyeceğinden ba-sınç kuvveti de değişmez.

Yanıt A dır.

10.

Her iki çiviye aynı kuvvet uygulandığı hâlde, sivri uçlu çivinin rahat batmasının nedeni yüzey alanı ile ilgilidir.

I. Ördeklerin ayakları perdeli olduğundan tavuklar-dan daha az batarlar.

III. Dozerlerin yerle temas eden paletlerinin alanı daha büyük olduğundan daha az batarlar.

I. ve III. öncüller yüzey alanı basınç ilişkisini anlatır. II. öncül ise sıvı kaldırma kuvvetiyle ilgilidir.

Yanıt D dir.

11.

yer

r

XY

Z

2r

2r

r

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.

Yanıt D dir.

12. Basınç, birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvettir.

a

am

m

Şekil I Şekil II

1mgcosa

mg

Şekil I deki basınç Şekil II deki basınçtan daha bü-yüktür. a açısı 90° ye yaklaştıkça basıncın büyüklü-ğü azalır.

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

5BASINÇ

Test 2’nin Çözümleri

1.

h

h

h

h

1 2

h

Düzgün geometrik biçimli cisimlerin basınçları;

P = h · d ·g

bağıntısı ile bulunabilir. Buna göre;

.

P

P

h d g

h d g

P

P

d

dbulunur

· ·

· ·

2

1

2

1

2

1

2

1

=

=

Yanıt E dir.

2.

yatay (yer)Şekil I Şekil II

G

2G

K

K

LL

Şekil I de yere yapılan basınç;

S

G G

S

GP

33

K L+

= =

olarak verilmiştir. Şekil II de yere yapılan basınç;

S

G G

S

GP

L K-

= = bulunur.

Yanıt B dir.

3.

yatay

M

L

2SS

K

Ağırlıkları GK, GL, GM olan tuğlalardan oluşan iki sis-temin zemine uyguladıkları basınçların eşitliğinden;

S

G

S

G G

2

K L M=

+

yazabiliriz. Bu bağıntıdan, L ve M tuğlaları ile K ve L tuğlalarının kütlelerinin eşit olup olmadığını bileme-yiz.

Düzgün geometrik biçimli katılarda basınç kuvveti doğrudan ağırlığa eşit olduğundan GL + GM > GK olduğunu söyleyebiliriz.

Yanıt C dir

4. I. metre

Newton

2= Pascal

II. cm

Dyn

2= bari

olup I ve II basınç birimleridir. log

metre

ki ram

2 basınç bi-

rimi değildir.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


5.

P1 P2 P3

321h

h

h

Sıvı basıncı kabın şekline değil, sıvının yüksekliğine bağlıdır. Sıvı yüksekliği 3h olduğundan 1, 2, 3 nok-talarındaki sıvı basınçları birbirine eşit olur.

Yanıt A dır.

6.

h

h

h

P1

P2

P3

Sıvılarda basınç derinlik ile doğru orantılıdır. Derin-lik, sıvının açık olan ağızından basıncın bulunacağı noktaya olan düşey uzaklıktır. Bu durumda kapların tabanlarına etkiyen basınçlar;

P3 > P2 > P1 şeklinde olur.

Yanıt E dir.

7. Kabın tümü 9t sürede dolduğuna göre, her bir böl-mesi t sürede dolar.

Ah

A

h

h

2t annda 6t annda

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.

Yanıt B dir.

8. M

X

A

Y

M musluğu açıldığında önce X basınç

zaman

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 ge-lince hızlı yükselir.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

7BASINÇ

9.

su

I IIyatay düzlem

Kap II. konuma getirildiğinde suyun yüksekliği, dola-yısıyla sıvı basıncı artar (PS artar).

Aynı şekilde kap II. konuma getirildiğinde kabın ya-tay düzleme temas eden alanı azalır. Bu nedenle PK da artar.

Yanıt C dir.

10.

yatay

II

0

hsıvı

4h

3h

2h

h

0

I

M

yatay

M musluğu açılıp sıvı dengesi sağlandığında I. kap-ta h yüksekliğinde, II. kapta 3h yüksekliğinde sıvı bulunur. Kap tabanlarındaki sıvı basınçlarının oranı;

· ·· ·

PP

h d gh d g3

31

2= = bulunur.

Yanıt E dir

11.

2hMLK

h h h

d1 d2

d2

d1

dd22

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.

Yanıt C dir.

12.

B

A

piston

F

sv

Piston itildiğinde sıvı seviyesi yükselir. Basınç kuv-veti sıvının ağırlığına eşit olduğundan her konumda basınç kuvveti aynıdır.

Sıvının yüksekliği artınca hem A hem de B noktaları-nın basıncı artar.

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


Test 3’ün Çözümleri

1.

X Y

P Rsv sv

X, Y noktalarındaki basınçlar eşit ise P ve R sıvıları-nın ağırlıkları eşittir.

Kabın ortasındaki bölme kaldırıldığında toplam ağır-lık 2 kat, yüzey alanı da 2 kat artar. Dolayısıyla X ve Y noktalarındaki sıvı basınçları değişmez.

Yanıt A dir.

2.

3S2SS

3d 2d d

ZYX

Sıvı basınç kuvveti;

F = h·d·g·S

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.

Yanıt B dir

3.

Şekil I Şekil II

Şekil I deki sıvının kabın tabanına uyguladığı ba-sınç; P1 = h·d·g

basınç kuvveti;

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.

Yanıt A dır.

4.

h

h

K

2d

Y sıvısı

X sıvısıd

L

K noktasındaki sıvı basıncı;

P = h·d·g dir.

L noktasındaki sıvı basıncı;

PL = h·d·g + h·2d·g = 3h·d·g

PL = 3P bulunur.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

9BASINÇ

5.

S

h

h h

3S S

3S

h

3

İlk durumda kabın tabanındaki basınç, P1 = h·d·g ve basınç kuvveti; F2 = h·d·g·S dir.

Kap ters çevrilirse;

Phd g

Fhd g S

F h d g S

3

33

· ·

· · ·

· · ·

2

2

2

=

=

=

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.

Yanıt D dir.

6.

3d

3d

Şekil I Şekil II

d

dh3

h

h

h

Şekil I de kabın tabanındaki sıvı basıncı;

P1 = h·3d·g + h·d·g

P1 = 4hdg = P olarak verilmiştir.

Kap ters çevrilirse;

P h d g

hd g

P hdg

3 33

3

28

· · · ·

·

2

2

= +

=

4hdg = P olduğundan orantı ile hdg P3

28

3

7= bu-

lunur.

Yanıt C dir.

7.

h

h

XY

4d

3d

X noktasındaki sıvı basıncının Y noktasındaki sıvı basıncına oranı;

.

P

P

h d g

h d g h d g

P

Pbulunur

2 3

4 3

6

7

· ·

· · · ·

Y

X

Y

X

=+

=

Yanıt E dir.

8.

yatay

X sıvısı

Y sıvısı

h

3h

L

K

Silindirik kapta V hacminde X sıvısı, 3V hacminde Y sıvısı vardır. Sıvıların kütleleri oranı verildiğinden;

m

m

d V

d V39

·

·

X

Y

X

Y= =

dY = 3d ise dX = d alınabilir.

.

P

P

h d g

h d g h d g

d

d d

P

P

d

d dbulunur

3 3

3 310

· ·

· · · ·

·

K

L

X

X Y

X

X Y

K

L

=+

=+

=+

=

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


9.

X

Şekil I Şekil II

Y

3h

35

h

X noktasındaki sıvı basıncı;

PX = 2h·d·g = P

olarak verilmiştir. Kap Şekil II deki duruma getirildi-ğinde;

( ) ·

.

P hh

d g

P hdg olur

35

3

5

18

·Y

Y

= +

=

2hdg P ise

hdg5

18 PY olur.

PY = .P bulunur5

9

Yanıt B dir.

10. X Y

4SS

Şekil IIŞekil I

svh

14

h

P h d g

F h d g S

· ·

· · ·

1

1

=

=

P hdg

Fhdg S

F hdgS

4

1

44·

2

2

2

=

=

=

P1 > P2 , F1 = F2 bulunur.

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.

Yanıt D dir.

11. 4S 16S

P2h2

h1P1

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 bulunur.

Yanıt C dir.

12.

h

h

L

K

d

2d

K ve L noktalarındaki sıvı basınçlarının oranı;

P

P

hdg h d g

hdg

2 3

1

· ·L

K=

+= bulunur.

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

11BASINÇ

Test 4’ün Çözümleri

1. Pistonun ağırlığı G, kesit alanı S olsun.

h piston

sv

A B

Şekildeki A ve B noktalarındaki basınçlar eşittir.

PA = PB

h·dsıvı·g = S

G

G = h·dsıvı·g·S

pistonun ağırlığının bulunabilmesi için h, S ve d ni-celiklerinin bilinmesi gereklidir.

Yanıt C dir.

2. Kap ters çevrilmeden önce sıvı basınç kuvveti sıvı-nın ağırlığına eşittir.

h

h

h

hgaz

sv

yatay

1. konum 2. konum

gaz

Kap ters çevrildiğinde sıvı yüksekliği azaldığı için Psıvı azalır. Sıvı basınç kuvveti kesikli çizgiler arasın-da kalan sıvının ağırlığına eşittir. Bu nedenle basınç kuvveti sıvının ağırlığından daha büyüktür. Gazın hacmi değişmediği için basıncı değişmez.

Yanıt A dır.

3. S

h

S 2S

K

L M x

su

F

K pistonuna uygulanan F kuvveti, PS

F= basıncını

oluşturur. Bu basınç sıvı tarafından hem L, hem de M pistonuna aynen iletilir. L ve M pistonları x kadar yükselir. Yeri değiştirilen sıvılar eşit olacağından;

.

V V V

h S x S x S

h S x S

xhbulunur

2

3

3

· · ·

· ·

K L M= +

= +

=

=

Yanıt A dır.

4.

2r

4SS

2r

r

5r 4r

F1

F2

sv

5r yüksekliğindeki sıvı basıncı S

F1 , 4r yüksekliğin-

deki sıvı basıncı ise S

F

4

2 ile dengelenmektedir.

S

Fr d g F rd g S

S

F

5 5

4

· · · ·1

1

22

&= =

r d g F rd g S4 16· · · ·&= =

Bu iki ifadeyi oranlarsak;

F

F

rdgS

rdgS

16

5

16

5

2

1= = bulunur.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


5. F1

F2

sv

Küçük pistonun kesiti S1, büyük pistonun kesiti S2 olsun. Sistem dengede olup P1 = P2 dir. Buradan;

S

F

S

F

1

1

2

2=

dir. S1 < S2 olduğundan F2 > F1 bulunur.

Yanıt B dir.

6. Dinamometre atmosfer basıncını ölçmez, bir cismin ağırlığını ölçer. Diğer seçeneklerdeki bilgiler doğru-dur.

Yanıt A dir.

7.

F

piston

A

h

Şekil I

h

4S

S

F

piston

A

5hŞekil II

4S

S

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.

Yanıt D dir.

8.

K

L

yatay

3 birim2 birim

sıvı

Sıvı basıncı, sıvının yüksekliği ile doğru orantılıdır. K noktasının bulunduğu yerde sıvı yüksekliği 2 birim, L noktasının bulunduğu yerde 3 birimdir. Bu nedenle;

P

P

3

2

L

K= olur.

Yanıt B dir.

9.

h2h

1 2 3 4

Sıvı basıncı;

• Sıvı yüksekliği

• Sıvının özkütlesi

ile doğru orantılıdır. Kabın şekline bağlı değildir Sı-vılar aynı cins olduğundan kapların tabanındaki sıvı basıncı için yalnızca sıvı yüksekliğine bakmak gere-kir.

P1 = P2 > P3 = P4

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

13BASINÇ

10. Sıvılar bulundukları kabın şeklini alır. Ancak sıvıların bu özelliği basıncın iletilmesinde etkili değildir.

Yanıt E dir.

11. M

K L

Musluk açıldığında su önce

zaman

basınç

0

KL tabanının bulunduğu kaba akmayacaktır. Bu ne-denle grafiğin ilk bölümü sı-fır 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.

Yanıt E dir.

12.

B düzeyi

yatayMLK

ttt

ttt

ttt

X

A

Kabın yapısından, önce su K bölmesine akar. A nok-tasında basınç sıfırdır. 2t - 3t süresi içinde sıvı L böl-mesine akar. Bu sürede A noktasının basıncı artar. Sonra su 3t - 4t süresi içinde M bölmesine akar. Bu süre içinde A noktasındaki su yüksekliği artmadığın-dan basınç artmaz.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©



1.

4S

Şekil I Şekil II

S

K

su

4SS

K

su

h

hl

Şekil I de K noktasının basıncı;

P1 = h·dsu·g = P

olarak verilmiştir. Musluk açıldığında, Şekil II deki su yüksekliği;

4S·h = 5S·hl & hl = h5

4

olur. Bu durumda su yüksekliği 5

1 azaldığından, K

noktasındaki basınç da P5

1 kadar azalır.

Yanıt E dir.

2.

h

S S 2S

Şekil I Şekil II

3P

Ksvs

Lsvs

P

Aynı yükseklikteki sıvılardan K sıvısının basıncı 3P, L sıvısının basıncı P olarak verilmiştir. O hâlde L sı-vısının özkütlesi d ise K sıvısının özkütlesi 3d olur. Eşit hacimli bu iki sıvı türdeş biçimde karıştırıldığın-da 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.

Yanıt D dir.

3. 2S

S

Şekil I Şekil II

S

2S

h

h

yatay

d

2d

d

2dh2

32

h

Şekil I de kabın tabanına yapılan basınç;

P1 = h·2d·g + h·dg = 3hdg

dir. Şekil II de kabın tabanına yapılan basınç;

P2 = h2

·2d·g + 2

3 h·d·g

P2 = 2

5 hd·g

bulunur. Orantı ile P2 basıncını bulalım.

3hdg P ederse,

hdg2

5 P2 eder.

P2 = P6

5

bulunur. Buna göre, ilk duruma göre basınç;

P1 – P2 = P – P P6

5

6

1=

kadar azalmıştır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

15BASINÇ

4.

h

h

d

yatayK

L

3d

İlk konumda K noktasındaki sıvı basıncı;

PK = h·3d·g + h·d·g = 4hdg dir.

3d

h

yatayL

23h

13hd

Kap şekildeki gibi ters çevrildiğinde L noktasındaki sıvı basıncı;

P h d g hdg

P hdg

3

53

3

1

3

16

· ·L

L

= +

=

bulunur. Şimdi orantı kurarak;

4hdg P ederse,

hdg3

16 PL eder.

P P3

4L= bulunur.

Yanıt C dir.

5.

h

h

h

h

SS

boş

1 2

3

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.

Yanıt E dir.

6.

h

h

S 2S

2S S

d1

d2

S ve 2S tabanlarına etki eden basınç kuvvetleri eşit olarak verilmiştir. Buradan;

F1 = F2

2h·d1·g·S = 2h·d2·g·2S &

d

d2

2

1= bulunur.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


7.

h

h

h

Kabın tabanına yapılan ba-

zaman

basınçkuvveti

sınç kuvveti F = h·d·S·g ba-ğıntısı ile hesaplanır. Musluk ayarlanarak her h yüksekliği-nin dolması için aynı süre har-canıyor. Bu nedenle basınç kuvvetinin zamana bağlı deği-şim grafiği doğru orantılı olur.

Yanıt B dir.

8.

2h 3d

4d

A

h

K

B

Şekilde gösterilen A ve B noktalarındaki sıvı basınç-ları 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.

Yanıt C dir.

9.

Şekil I Şekil II

h h

h 12

h

Şekil I için;

P1 = 2hdg

F1 = 2hdgS

Şekil II için;

P2 = hdg23

F2 = · ·hd S hd S23 2 3=

yazabiliriz. Bağıntılara dikkat edilirse basınç azal-mış, basınç kuvveti artmıştır.

Yanıt D dir.

10.

h

h

Şekil I Şekil II

d1

d2

d1

Sıvı basıncı P = hdg bağıntısı ile bulunur. Her iki şe-kildeki 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.

Basınç kuvveti F = P · S dir. Her iki şekil karşı-laştırıldığında hem sıvı basıncı, hem de yüzey alanı azalmaktadır. Buradan yola çıkılarak basınç kuvve-tinin azaldığını söyleyebiliriz.

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

17BASINÇ

11. Y düzgün biçimli bir kap olduğundan ters çevrildiğin-de de tabanındaki basınç değişmez.

su

zeytinyağı h2 > h

h1 < h

X kabı ters çevrildiğinde özkütlesi büyük olan suyun yüksekliği önceki duruma göre küçülür. Bu nedenle PX azalır.

Yanıt E dir.

12.

h

Şekil I Şekil II

karışımh d1

d2

d2 > d1 özkütleli sıvıların Şekil I deki yükseklikleri eşittir. d2 özkütleli sıvının hacmi d1 özkütleli sıvının hacminden büyüktür. Bu nedenle karışımın özkütle-si d2 ye yakın bir değer alır. Kaplar ters çevrildiğinde tabandaki sıvı basıncı artar.

Şekil II deki kapta basınç kuvveti kesikli çizgi arasın-da kalan sıvının ağırlığı kadardır. Bu nedenle basınç kuvveti azalır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


Test 6’nın Çözümleri

1.

2rh

2r r r

h

G1

G2

su

Pistonların ağırlığından dolayı oluşturdukları basınç, h yüksekliğindeki su ile dengelenmiştir. Buradan;

·

·

S

Gh d g

S

Gh d g

·

·

1

1

2

2

=

=

yazabiliriz. Bağıntıların sol yanlarını eşitlersek;

.

S

G

S

G

r

G

r

G

G

Gbulunur

4

4

1

1

1

2

2

2

1

2

2

2

1

r r

=

=

=

Yanıt A dır.

2. Musluklar açılmadan önce 6h yüksekliğindeki suyun kabın tabanında oluşturduğu basınç 6P dir. Musluk açıldığında X, Y, Z kaplarında su yüksekliği şekildeki gibi olur.

S

S

S

M

ZYX

h

h

PX = 2P

PY = 3P

PZ = P olur.

Yanıt A dır.

3.

h

yatay

h

hh h

P1 P2 P3 P4

Sıvı basıncı, sıvının yüksekliği ve sıvının özkütlesi-ne bağlıdır.

P1 = P2 = 3hdg

P2 = P3 = 2hdg

Yanıt C dir.

4. F

S1

k

S2h

x

S1 pistonuna F kuvveti uygulandığında;

PS

F

1

=

büyüklüğünde bir basınç artışı oluşur. Bu basınç S2 pistonuna da ulaşır. S2 pistonunun ağırlığı yay doğ-rultusunda olmadığından sıkışma üzerinde bir etkisi yoktur. F kuvveti arttığında x artar. k yay sabiti arttı-ğında ise x azalır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

19BASINÇ

5.

2SS

1. yay 2. yay

GG

Pistonların üstüne konulan eşit ağırlıklar G olsun. Pistonlarda oluşan basınçlar;

PS

G

PS

G

2

1

2

=

=

olup P1 > P2 dir. Bu nedenle 1. yay açılır, 2. yay sıkı-şır.

Yanıt C dir.

6. gaz

K

K kabı üzerine bir kuvvet uygulanıp kap biraz aşağı bastırıldığında, içindeki gazın basıncı artar. Gaz ba-sıncından dolayı sıvı seviyesi biraz aşağı iner.

F

Yanıt B dir.

7.

hava

K

sv

K musluğu açıldığındahava

K

I. bölmedeki sıvı azalır. II. bölmede sıvı yüksekliği ar-tar. III. bölmede sıvı ile bir-likte havanın bir kısmı kalır. Bu nedenle sıvı yüksekliği I. ve II. bölmelerdekinden daha aşağıda dengeye gelir.

Yanıt A dir.

8.

esnek balon

Huniden şişeye yağ döküldüğünde, yağ ile hava yer değiştirmektedir. Yeri değişen hava esnek balona dolmaya başlar. Havanın hacmi küçüldüğü için de basıncı artar.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


9. M

h

cva

2P

V

4P

V

Musluk kapalı iken sağ balondaki 4P basıncı, cıva-nın h kadar yükselmesini sağlamıştır. Musluk açılın-ca eşit hacimli balonların basınç farkı yarıya inecek-

tir. Bu nedenle cıva sol kolda h2

yüksekliğine iner.

Yanıt A dir.

10.

havaboşluk

YX

Z

P0

gaz

cva

Z borusundaki havanın bir kısmı dışarı atıldığında X ve Y borularındaki sıvı yüksekliği bundan etkilen-mez. Z borusunda ise cıva seviyesi yükselir.

Yanıt B dir.

11.

h

hava

cva

K svs

A

B

P0

hK

A noktasındaki basınç, B noktasındaki basınca eşit-tir.

PA = PB

hK · dK · g + P0 = h · dcıva · g + P0

I. Kabın içine K sıvısı ile karışabilen özkütlesi daha büyük sıvı eklenirse karışımın özkütlesi artar. A noktasındaki basınç artacağı için h yük-sekliği artar.

II. U borusu daha derine indirilirse hK yüksekliği artar. A noktasındaki basınç artacağı için h yük-sekliği artar.

III. Açık hava basıncının değişmesi her iki kolda da aynı değişikliği yapacağından h değişmez.

Yanıt B dir.

12. A noktasının basıncı

2h

h

P3

P1

P2

A B

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.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

21BASINÇ

Test 7’nin Çözümleri

1. P0= 76 cm-Hg

32

P16 cm

V V

Musluk kapalı iken cıvaya etki eden gazın hacmi V, basıncı 2P dir. O hâlde;

2P = 76 + 4

P = 40 cm-Hg

olur. Musluk açıldığında hacim 2V, basınç P2

3

olur. Bir başka ifadeyle, basınç;

2

340 60· = cm-Hg

olur. 76 cm-Hg olan açık hava basıncı gaz basın-

cından;

76 – 60 = 16 cm-Hg

daha büyüktür.

Yanıt B dir.

2.

h1

hboşluk

cıva

2

Açık hava basıncı değişmediği için cıvanın tüp içindeki h1 yüksekliği değişmez. h2 yüksekliği ise azalır.

Yanıt D dir.

3. Açık hava basıncı P0 olsun;

h

gaz

X

3h

boşluk

Y Z

2h

dZdX

P0 P0 P0

dY

P0 = h·dX·g + Pgaz P0 = 3h·dY·g P0 = 2h·dZ·g

eşitlikleri yazılabilir. Bu ifadeleri birbirine eşitlersek;

h·dX·g + Pgaz = 3h·dY·g = 2h·dZ·g olur.

dX ile dY ve dX ile dZ değerleri karşılaştırılamaz. Ancak dZ > dY olduğunu görebiliriz.

Yanıt B dir.

4.

h

boşluk

cva

I. Borudaki cıva yüksekliği; sıcaklığın artmasına bağlıdır. Sıcaklık artarsa cıva genleşir ve h yük-sekliği artar.

II. Cıva yerine başka sıvı kullanılması h yüksek-liğini 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 yüksekli-ğini etkiler. Çünkü açık hava basıncı değişir.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


5.

su

M

P0P0

P0

Musluk açıldığında su seviyesi en alta iner. Çünkü açık hava basıncı borunun iç kısmına etki etmek-tedir. Bu olayda I. ve II. öncüller etkili olmuştur. III. öncülün bu olayla bir ilgisi yoktur.

Yanıt B dir.

6. P

boşluk

sıvı

0

h1

cva

h2h3

Sıvı üzerine uygulanan P0 açık hava basıncı ile

h2·dsıvı·g

basıncı, borudaki h1 yüksekliğini oluşturur.

Yanıt C dir.

7.

h

gaz

P0P0

sv

Sistem dengede olduğuna göre;

P0 = h·dsıvı·g + Pgaz

bağıntısını yazabiliriz. Bağıntıdan da anlaşılacağı gibi gazın basıncını bulabilmek için P0, dsıvı ve h bü-yüklüklerini bilmemiz gerekir.

Yanıt D dir.

8.

h

gaz

cva

Deniz seviyesinde açık hava basıncı en büyük de-ğerdedir. Bu nedenle de h yüksekliği en büyük de-ğerdedir. Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldığın-da açık hava basıncı ve buna bağlı olarak borudaki h yüksekliği azalır. h yüksekliği azalınca borunun üstündeki gazın bulunduğu hacim artar. Bunun so-nucunda gaz basıncı azalır.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

23BASINÇ

9. gaz boşluk

Şekil I Şekil II

P0 P0 h

T2T1d1

d2

Şekil I için;

P0 = hd1 + Pgaz

Şekil II için;

P0 = hd2

bağıntılarını yazabiliriz. Barometre borularındaki sıvı yüksekliklerinin eşit olma nedeni özkütle ve sıcaklık-larının farklı olmasından kaynaklanıyor olabilir. Boru kalınlığının basınç üzerinde bir etkisi yoktur.

Yanıt C dir.

10.

su

Şekildeki su seviyelerinin farklı oluşu Bernoulli pren-sibi ile açıklanır. Bu prensibe göre, akışkanların hızı arttıkça basınçları azalır. Akışkanın hızı, içinden geçtikleri borunun kesitiyle ters orantılıdır.

Yanıt C dir.

11.

K L

M

gaz

sv

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.

III numara ile verilen bilgi doğru olmasına karşın bu olayla ilgili değildir.

Yanıt D dir.

12. Verilen üç olay da Bernoulli prensibi ile açıklanır. Yani akışkanların hızı arttıkça basınçları azalır.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©



1. üst yüzey üst yüzey

alt yüzeyalt yüzey

a1 a2

h

Şekil I Şekil I

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.

Yanıt D dir.

2. Molekül sayısı ve dolayısıyla kütle, pistonun hareke-tinden etkilenmez. Piston hızlı bir şekilde itildiğinde moleküllerin sıcaklığını artırır. Ayrıca hacim küçüle-ceğinden özkütle artar.

Yanıt E dir.

3. hava

boşaltma

tulumbası

hava

boşaltma

tulumbası

Şekil I Şekil II

cva cva

Şekil II deki boruların kalınlığı farklı olduğu hâlde iç-lerindeki cıva yüksekliği eşittir. Bir başka anlatımla, her iki borudaki sıvı basınçları eşittir. Bu, sıvı basın-cının kesite bağlı olmadığını gösterir.

Yanıt D dir.

4. Baba ve oğlunun kara batma miktarları yere uygula-dıkları basınçlar ile orantılıdır.

Pbaba = /

dm

NN dm

3

900300

2

2=

Poğul = /

dm

NN dm

1

450450

2

3=

Poğul > Pbaba olduğundan, oğlu babadan daha çok batar.

Yanıt D dir.

5.

küçük piston büyük

piston

F

L F1

OK

Basınç küçük piston tarafından üretilip büyük pisto-nun olduğu tarafa gönderiliyor. Bu nedenle büyük pistonun alanının değişmesi, küçük pistonun oluş-turacağı basıncı etkilemez. Küçük pistonun alanı,

kaldıraçtaki OKOL oranı, F itme kuvveti ve küçük pis-

tonun ağırlığı, oluşan basıncın büyüklüğünü etkiler.

Yanıt A dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

25BASINÇ

6. yatay

yatay

yatayL

MK

FL

FK

FM

Soruda birim alanına etki eden basınç kuvveti so-rulmuş. 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 ba-sınç kuvvetleri arasında FK = FM < FL ilişkisi olur.

Yanıt A dır.

7. pedal

sıvı

fren pabucu

tekerlek

Pedal aracılığıyla uygulanan kuvvet sıvı üzerinde bir basınç oluşturur. Sıvı sıkıştırılamadığı için oluşan basıncı fren papucu üzerine iletir. Bu basınç fren pa-pucu üzerinde bir kuvvet oluşturur. Bu kuvvet tekere fren yaptıran sürtünme kuvvetini artırır. Soruda ve-rilen üç bilgi de bu sistemin çalışmasında etkilidir.

Yanıt E dir.

8.

1,5h

2S

F2 F3

F1 3S

su

2h

3h

S

Basınç kuvvetini veren bağıntı;

F = h·d·g·S dir. Buradan;

F1 = 3h·d·g·S

F2 = 1,5h·d·g·2S = 3h·d·g·S

F3 = 2h·d·g·3S = 6h·d·g·S

bulunur. O hâlde F1 = F2 < F3 tür.

Yanıt C dir.

9.

esnek zar

hava

sv

Şekil I Şekil II

Esnek zara bastırılınca sıvı ile esnek zar arasında kalan gazın hacmi küçülür ve basınç artışı olur. Sı-vılar sıkıştırılamadığı için oluşan bu basınç sıvı tara-fından her tarafa aynen iletilir. Bunun sonucunda tü-pün 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.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


10.

su

h

2

h

2

Kap, dar yüzeyi alta gelecek şekilde döndürüldü-ğünde, içindeki suyun yüksekliği artar. Suyun yük-sekliği artınca da tabandaki su basıncı artar.

Yanıt E dir.

11. Psıvı = P0

h·dsıvı·g = P0

h sıvı yüksekliğinin oluşturdu-ğu basınç açık hava basıncı tarafından dengelenir. Boru-nun çapının büyük ya da kü-çük 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.

Yanıt B dir.

12.

cva cva

boşluk boşluk boşluk

cva

III III

Barometrelerin duyarlılığı; boruların biçimine, du-ruşuna ve kalınlığına bağlı değildir. Bu nedenle üç barometrenin de duyarlılığı aynıdır.

Yanıt A dir.

13.

MK L

x1 x2 x3

Fışkıran suyun ilk düştüğü noktaların kaplara uzaklığı, tıkaçlar üzerindeki basınç ile orantılı-dır. L ve M tıkaçlarının sıvıların serbest yüzeyleri-ne olan dik uzaklıkları eşittir. Bir başka ifadeyle, L ve M tıkaçları üzerine uygulanan sıvı basınçla-rı eşit olduğundan x2 = x3 tür. K tıkacı üzerindeki sıvı basıncı, L ve M ninkinden küçük olduğu için x1 < x2 = x3 bulunur.

Yanıt E dir.

14.

h

Başlangıçta sürahideki suyun yüksekliği h, tabanda-ki 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.

Yanıt B dir.

cva

boşluk

h

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

27BASINÇ

15.

X

Y Z

M

M musluğu açıldığında X kabındaki su, üç kap ara-sında bölüşülecektir. Kapların üst kısımları açık ol-duğundan her üç kaptaki su yüksekliği eşit olacaktır. Bu nedenle kaplardaki su seviyeleri yarı yükseklikle-rinden daha az olacaktır.

Yanıt B dir.

16.

I II

M

Su önce eşit bölmelerden I. ye

t1 2 3

basınç akar. II. bölmenin tabanındaki su basıncı sorulduğundan bir süre basınç sıfır olacaktır. I. bölme dol-duktan sonra su II. bölmeye akar. II. bölme dolduktan sonra taban alanı genişleyeceği için suyun yükselme hızı azalır.

Yanıt A dir.

17.

su

Suyun deliklerden fışkırarak hareket etmesi basın-cın olduğunu kanıtlar. Bu nedenle I. yargı bu deney için bir kanıttır. Sağ yan yüzeyde alt noktadaki sı-vının daha büyük hızla fışkırması, o noktadaki sıvı basıncının üstündeki noktaya göre daha fazla oldu-ğunu gösterir. Bu deney, II. yargı için de bir kanıttır. III. yargı bilgi olarak doğrudur. Ancak bu deneyle doğruluğu kanıtlanmaz.

Yanıt C dir.

18.

3aK L

2a

a

0a 2a a 2a3a

3a

2a

a

0

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.

Yanıt B dir.

19. Mboşluk

pompa

h

III

gaz

Cam balondaki gaz boşaltılınca her iki koldaki cıva üzerine etki edecek bir basınç olmayacağı için kol-lardaki cıva yükseklikleri aynı seviyeye gelir.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


20. Tüpte sıkışan gazın basıncı, açık

h

gaz

cva

P0: açık hava

basınca

hava ve cıvanın yaptığı basınçla dengelenir.

Pgaz = Pcıva + P0

Pgaz = h·dcıva·g + P0

P0, mm-Hg cinsinden verdiği için, bu formülü mm-Hg cinsinden aşağıdaki şekilde yazabiliriz.

Pgaz = h + P0

Buna göre, P0 ve h niceliklerinin bilinmesi gerekir.

Yanıt B dir.

21.

Y gazı

PY

PX

P0 = 76 cm-Hg

6 cm

10 cm

cıva

X gazının basıncı PX, Y gazının basıncı PY olsun. X gazının basıncı için;

PX = P0 + Pcıva

PX= 76 + 10 = 86 cm-Hg

yazabiliriz. X ve Y gazlarının beraber bulunduğu dü-zenekte cıva Y gazı tarafındaki kolda yükseldiğine göre, PX > PY dir. Buradan;

PY = PX – Pcıva

PY = 86 – 6 = 80 cm-Hg bulunur.

Yanıt C dir.

22.

M

cva

cva

boşluk

M musluğu açılınca borudakiM

cıva çanağa boşalır ve D seçe-neğindeki görünüm elde edilir.

Yanıt D dir.

23. Katı cisimlerde basınç, birim yüzey üzerine binen ağırlıktır. Ördeğin parmak araları perdeli olduğun-dan tavuğun basıncı daha büyük olur. Soruda veri-len üç öncül de basınç-yüzey alanı ile ilgilidir.

Yanıt E dir.

24.

4h

3h

2h

h

0

M

I

II

III

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.

Böylece III. kaptaki su yüksekliği h3

kadar olacaktır.

Su yükseklikleri eşit olduğundan I. kaptaki su yük-

sekliği 2h ile 3h arasında olur.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

29BASINÇ

25.

hm

sv

S1d

S2

(I) (II)

I. kolda basınç oluşturan nesne pistonun ağırlığıdır. II. kolda basınç oluşturan nesne h yüksekliğindeki sıvıdır. Denge olduğuna göre bu basınçlar eşittir.

S

m gh d g

S

mh d h

S d

m

·· ·

··

1

1 1

&

=

= =

Buna göre, h yüksekliği;

• Pistonun m kütlesine,

• I. kolun S1 kesit alanına

• Sıvının d özkütlesine bağlıdır.

Yanıt E dir.

26.

sönükbalon

şişmişbalon

Şekil I Şekil II

hava

hava

su

Şişeye dökülen su bir hacim kaplayacağı için ha-vanın hacmini küçülterek basıncını artırır. Deneyde havanın ağırlığıyla ilgili bir olay olmadığı için I. ve III. yargılar doğrulanmış olur.

Yanıt D dir.

27.

h

XY

Z

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.

Yanıt B dir.

28. S

K düzeyi

L düzeyi30 cm

S 2SI II III

I numaralı koldan boşalacak sıvının hacmi 30·S ka-dardır. Bu sıvı, II ve III numaralı kollarda yükseklikle-ri eşit olacak şekilde dağılır.

30·S = S·h + 2S·h

h = 10 cm bulunur.

Yanıt C dir.

29.

su düzeyi

P pistonu K düzeyinden yukarı doğru çekildiğinde su da pistonla birlikte yükselir. Piston M deliğini geç-tiğinde içeri hava girer. Hem dışarıda hem de pis-tonun içinde aynı açık hava basıncı oluştuğundan silindire dolan su geri boşalır.

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


30. K

LF

sıvı

yatay

K pistonu ağırlığından dolayı bir basınç oluşturur. Ayrıca sıvı yüksekliğinden dolayı da bir basınç var-dır. Öte yandan L pistonuna F kuvvetinin uygulan-ması ile oluşan basınç, bu iki basıncı dengeler.

· ·

·

( · ··)

SF h d g S

m g

F S h d g Sm g

ı ı

ı ı

Ls v

K

K

L s vK

K

= +

= +

L pistonunun ağırlığı düşey doğrultuda olduğu için basınç oluşturmaz. L pistonunun ağırlığını bilmemi-ze gerek yoktur.

Yanıt E dir.

31.

S S

h

2S

X ZY

Basınç kuvvetini veren bağıntı F = hdSg dir. Her üç kabın tabanına uygulanan basınç kuvvetleri eşit ol-duğuna göre;

h·dX·g·S = h·dY·g·2S = h·dZ·g·S

dX = dZ = 2dY

bulunur. Buna göre X ve Z nin özkütleleri birbirine eşit, Y ninki farklıdır.

Yanıt B dir.

32.

yatayN

h

h

hK

S

T

t t

t t

t t

2S

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.

Yanıt D dir.

33.

h

açık

hava

basıncıgaz

K

P0 :

Cam balondaki gazın basıncı, h yüksekliğindeki sıvı basıncıyla açık hava basıncını dengeler.

Pgaz = h·dsıvı·g + P0

hd g

P P

·s v

gaz 0

ı ı

=-

Buna göre, h yüksekliği manometrede kullanılan sı-vının hacmine bağlı değildir.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

31BASINÇ

34.

2Syatay

2S

sıvı

S

S

F1 F2 F3

Aynı düzeyde olan pistonlara etkiyen basınçlar birbi-rine eşittir. Buradan;

P P P

S

F

S

F

S

F

S S

F

S

F

2 2

2

10

2

1 2 3

1 2 3

2 3

= =

= =

= =

F3 = 10 N ve F2 = 5 N bulunur.

Yanıt E dir.

35.

su

2

1

3

4

F

K

F kuvveti arttırıldığında önceki duruma göre fazla-dan bir basınç oluşur. Bu basınç artışı sıvı tarafın-dan 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.

Yanıt C dir.

36. Su balonlara dolarken havayı çıkış borusundan dı-şarı atar. Bundan dolayı hangi balonda en az hava kalırsa o kaba fazla su doldurulur.

L M

su su su

K

Buna göre, VL < VM < VK olur.

Yanıt E dir.

37. cam kap

balon

hava

cam kap

Şekil IIŞekil I

balon

hava

hava

Havanın bir kısmı boşaltıldığında kabın içindeki ba-sınç azalır. Balon da bu basınç azalmasına uyum sağlamak için kendi basıncını azaltmak ister. Bunu da hacmini artırarak gerçekleştirir. Balonun şişmesi-nin nedeni basıncının azalmasından dolayıdır.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


38.

2S

2S

h

h

h

S

2S

dX

dY

FX = FY

3h·dX·g·2S = 3h·dY·g·S

dd

21

Y

X= bulunur.

Yanıt C dir.

39. Sistem dengedeyken kabın tabanındaki basınç en büyüktür. Aynı seviyedeki basınçlar eşit olmak zo-rundadır.

P0

Pg

PT

cıva

h

A B

PA = PB

P0 + h·dsıvı·g = Pg

Buna göre, P0 < Pg < PT dir.

Yanıt E dir.

40.

sv

M1

M2 h

h

h

X

Musluklar açılmadan önce sıvı yüksekliği 3h oldu-ğundan X noktasındaki sıvı basıncı;

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 altta-dır. Bu nedenle her üç koldaki yükseklik, M1 muslu-ğunun seviyesinde dengeye gelir. Son durumda sıvı yüksekliği h olacağından X noktasındaki basınç;

P hdg P3

12 = = olur.

Yanıt A dir.

41. K

yatay

L

Eşit debili su akıtan muslukların her biri, t sürede P kadar basınç oluşturmuş olsun. 0-t zaman aralığın-da 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.

Yanıt B dir.

basınç

zamant 2t 3t

5P

4P

3P

2P

P

0

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

33BASINÇ

42. d

yatayd d

2d2d

ZYX

Yarım küre biçimli X katı cisminin temas alanı nok-tasal biçimde olduğundan PX en büyüktür. Düzgün geometrik biçimli katı cisimlerin basıncı P = h·d·g bağıntısı ile hesaplanır. Y ve Z dik silindirleri için h ve d aynı olduğundan PY = PZ dir.

Yanıt A dır.

43. Balon yukarı doğru çıkarken

S

K

L

sıvı

üzerine etki eden sıvı basın-cı azalır. Buna bağlı olarak balonun hacmi artar. Hacim arttığı için balonun içindeki gazın basıncı azalır.

Balonun hacmi büyüdüğü için sıvı içinde daha fazla yer kaplar ve bu nedenle sıvı yüksekliği artar. Sıvı yüksekliği artınca S noktasın-daki basınç da artar.

Yanıt C dir.

44.

2h

K

LhY

sıvısı

Xsıvısı

h yüksekliğindeki Y sıvısı ile 2h yüksekliğindeki X sıvısının kütleleri eşit olarak verilmiştir. Böyle olabil-mesi için X sıvısının özkütlesi d alınırsa, Y sıvısının özkütlesi 2d olur. Buradan;

P

P

hdg h dg

hdg

2 2

2

2

1

L

K=

+= bulunur.

Yanıt C dir.

45.

h

yatay

X sıvısı

2h

Özkütlesi d, yüksekliği h olan X sıvısının kabın taba-nında oluşturduğu basınç;

P1 = hdg = P

dir. Yükseklik 2h oluncaya kadar kabın üzerine, öz-kütlesi 2d olan Y sıvısı ekleniyor. Kap giderek geniş-lediği 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.

Yanıt E dir

46.

ht t t

t t t

t t t

h

h

SSS

K

N düzeyi

M

Musluk sabit debili ve kap düzgün biçimli olduğun-dan; şekildeki her bir bölme t sürede dolar. Buna göre, K noktasına etki eden sıvı basıncı 0-2t arasın-da düzgün artarak 2P ye çıkar. 2t-6t arasında diğer bölmeler dolduğu için 2P de sabit kalır. 6t-9t arasında sıvı seviyesi h kadar daha yüksel-diği için basınç 3P ye çıkar.

Yanıt A dır.

zaman

sıvı basıncı

3P2PP

2t 4t 6t 8t 10t0

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


47.

yatay (yer)

I

II III

Katı cisimlerin yatay düzlem üzerine uyguladıkla-rı basınç kuvveti, doğrudan cisimlerin ağırlıklarına eşittir. Her üç konumda da cisimlerin ağırlıkları de-ğişmediği için F1 = F2 = F3 tür.

Yanıt A dır.

48.

K

L

h

X sıvısı

Y sıvısı

h

h

h

Üst kısmındaki X sıvısının özkütlesi d, alt kısmında-ki 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.

Yanıt A dır.

49.

h

h

K

Lsu

Musluklardan boşalan suyun hacmi, bu noktalardaki su basınçları ile orantılıdır. Aynı sürede K musluğun-dan 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.

Yanıt E dir.

50.

YZ hava

X

hX hY

su

hZ

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 aza-lır 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.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

35BASINÇ

51.

h1

h2

M

L K

hava

hava

L ve M musluklarının açılmasıyla kap, bileşik kap gibi davranır. Böylece h1 ve h2 seviyeleri eşitlenir.

Yanıt E dir.

52.

hava

ip

su

Daha önce hava içinde duran bilye, ipin kopması so-nucu suyun dibine batarak dengeye gelir. Suyun se-viyesi bilyenin hacmi kadar artarken, havanın hac-mine bir değişiklik olmaz. Bu nedenle Ph değişmez, Psu artar.

Yanıt B dir.

53.

hava

K L

K L K L K L

su

yatay

yatay31 2

Şekil I

Şekil II

su su su

K tarafındaki havanın basıncı, L tarafındaki havanın basıncından büyük olduğundan, Şekil I deki denge durumu oluşmuştur. K ve L muslukları açılıp kapan-dıktan sonra sistem 2 ve 3 numaralı kaplardaki gibi dengeye gelebilir. Ancak 1 numaralı denge durumu oluşmaz.

Yanıt A dır.

54. 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 sı-vılarının hacimleri verilmediği için kütlelerinin bü-yüklüğünü karşılaştıramayız. Ayrıca kapların taban alanlarını karşılaştıracak bilgi de verilmemiştir.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


55.

h

açık hava

sıvı

Y

XS

2S

Başlangıçta sistem dengedir. Bu durumda her iki koldaki basınçların eşitliğinden;

P P P

S

mh d g

S

m

2· ·

X s v Y

s v

ı ı

ı ı

= +

= +

eşitliğini yazabiliriz. X pistonu U borusundan çıkarılırsa, Y pisto-nu

S

m

2 kadar fazladan basınç

uygulayacaktır. Sistem yeniden dengeye geldiğinde sıvı diğer tarafta h kadar yükselir.

Yanıt B dir.

56.

yatay

M

hava

su K

M musluğu açıldığında dışarı su aktığına göre, ka-palı bölümdeki havanın basıncı açık hava basıncın-dan büyüktür. Akışkanlar yüksek basınçtan düşük basınca doğru akar. O hâlde su aktığı sürece K nok-tasındaki toplam basınç azalır.

Kapalı kısımdaki havanın hacmi artacağı için, su ak-tığı sürece Ph de azalır.

Yanıt A dır.

57. K L

Nyatay zaman

Şekil IIŞekil I

su basıncı

X Y

2t0

t 3t 4t 5t

2P

P

Şekil II deki grafik 2t-3t arasında N noktasındaki ba-sınç sabit kalmıştır. Buradan L musluğunun K mus-luğundan önce açıldığını anlayabiliriz. 0-2t ve 3t-5t aralıklarında grafiğin eğimi aynı olduğuna göre, K ve L musluklarının debileri eşittir.

Yanıt E dir.

58.

yataysu

KS

2SL

Özdeş cisimlerin ağırlıklarına G diyelim. Kollardaki sıvı seviyelerinin eşit olabilmesi için K ve L piston-larına, ağırlıkların yaptığı basınçlar eşit olmalıdır. İlk durumda K pistonunun oluşturduğu basınç;

SG3

L pistonunun oluşturduğu basınç;

SG

SG

24 2=

dir. K pistonu üzerindeki cisimlerden biri alınırsa her

iki taraftaki basınç 2GS olur ve kollardaki su yüksek-likleri eşit olur.

Yanıt D dir.

h Y

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

37BASINÇ

59.

cıva

açık hava

X

K Lgaz

gaz

yatay

yatay

Ph

PX

PL

Sistem dengede olduğu için aynı seviyedeki gaz ba-sınçları eşittir.

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.

Yanıt E dir.

60.

K L

M

su su

gazgaz

yatay

Sol koldaki su yüksekliği sağ koldakinden fazladır. K ve L noktalarındaki toplam basıncın eşit olması için sağ koldaki gaz basıncının soldakinden büyük olması gerekir.

M musluğu açılınca her iki koldaki gaz basıncı eşit hâle gelir. Bir başka anlatımla, sol koldaki gaz basın-cı önceki duruma göre artar. Sağ koldaki gaz basın-cı ise önceki duruma göre azalır. Bunun sonunda PK artar, PL azalır.

Yanıt C dir.

61. I. ve II. yargılar gazların çözünürlük basınç ilişkisini anlatır.

Yanıt C dir.

62. M

K

su

Xgazı

Pg

PK

∆h

Y gazı

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 top-lam basınç da azalır.

Yanıt A dır.

63.

h

yatayK

su

Başlangıçta kapta h yüksekliğinde özkütlesi 1 g/cm3

olan V hacminde su vardır. Bu kaba, özkütlesi 2

1 g/

cm3 olan V2

hacminde plastik bir bilye atılıyor. Bilye, su özkütlesinin kesri kadar, yani hacminin yarısı ka-

dar batar. Bilyenin suda batan kısmı V4

olur. Böyle-

ce suyun yüksekliği h4

5 ye çıkar. h yüksekliğindeki

suyun K noktasında oluşturduğu basınç P ise, h4

5 yüksekliğindeki suyun K noktasında oluşturduğu ba-

sınç P4

5 olur.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


64.

yatay (yer)

gaz

sıvı

y

x

F

Kabın alt bölmesi düzgün, üst bölmesi giderek ge-nişlemektedir. 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.

Yanıt D dir

65. musluk

hhhhhhhhhK

rrrrrrrrrrrrr

S

r

r

h

musluk

yatay (yer)

Kapların yükseklikleri eşit olduğu için son durumda her iki kabın tabanındaki su basıncı eşit olur.

K kabı şeklinden dolayı S kabından daha önce dolar. Yükseldikçe daraldığı için K kabının grafiği tam dolum anına kadar artan parabol biçimindedir.

Yanıt B dir.

66. 0,2 m0,1 m

0,5 m

0,2 m0,1 m

0,5 m

yatay (yer)

Kuvvet birimi N, yüzey birimi m2 alındığında basınç birimi;

m

N

2 = pascal (Pa)

olur. Cismin kütlesi 10 kg olarak verilmiştir. 10 kg

kütle N cinsinden yazıldığında 100 N eder.

Basınç = AğırlıkYüzey bağıntısını bütün durumlar için ayrı

ayrı yazalım.

, ,

P kPa0 1 0 2

1005

·1= =

, ,

P kPa0 1 0 5

1002

·2= =

, ,

P kPa0 1 0 2

100 10010

·3=

+=

, ,

P kPa0 1 0 5

100 1004

·4=

+=

Buna göre kutuların oluşturduğu basınç 8 kPa ola-

maz.

Yanıt D dir.

67.

yatay

(yer)

K L3S S

su

Pistonlar aynı seviyede olduğundan basınçları eşit-tir.

PK = PL

·

S

mg

S

m g

3

6 L=

mL = 2m bulunur.

Yanıt A dır.

t0

P

K

S

P1

t1

t2

Documents

Soru Kitabı Basınç ve 2. Ünite Kuvveti - Nihat Bilgin …nihatbilginyayincilik.com/cozumler-2014/10_Sinif_Fizik...Nihat Bilgin Yayıncılık 6 2 Basınç ve Kaldırma Kuvveti 5