Yoğunluğu 2,5 g/cm³ olan bir metal para, yoğunluğu 1,2 g/cm³ olan tuzlu su çözeltisine bırakıldığında ne olur?
A) Yüzer
B) Askıda kalır
C) Batar
D) Önce yüzer sonra askıda kalır
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu çözmek için, cisimlerin sıvılar içindeki davranışlarını belirleyen temel bir fizik kuralını, yani yoğunluk kavramını anlamamız gerekiyor. Haydi adım adım inceleyelim:
- Yoğunluk Nedir? Yoğunluk, bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir. Yani, bir maddenin ne kadar "ağır" olduğunu değil, belirli bir hacme ne kadar kütle sığdırdığını gösterir. Yoğunluk genellikle $D = \frac{m}{V}$ formülüyle ifade edilir ve birimi genellikle $\text{g/cm}^3$ veya $\text{kg/m}^3$ olarak kullanılır.
- Cisimlerin Sıvılardaki Davranışı: Bir cismin bir sıvıya bırakıldığında ne yapacağını belirleyen ana faktör, cismin yoğunluğu ile sıvının yoğunluğunun karşılaştırılmasıdır. Bu karşılaştırmaya göre üç farklı durum ortaya çıkar:
- Durum 1: Eğer cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan küçükse ($D_{\text{cisim}} < D_{\text{sıvı}}$), cisim sıvının yüzeyinde yüzer. (Örnek: Su üzerinde yüzen tahta parçası)
- Durum 2: Eğer cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşitse ($D_{\text{cisim}} = D_{\text{sıvı}}$), cisim sıvının içinde herhangi bir seviyede askıda kalır. Ne dibe batar ne de yüzeye çıkar. (Örnek: Denizde askıda kalan bir denizaltı)
- Durum 3: Eğer cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyükse ($D_{\text{cisim}} > D_{\text{sıvı}}$), cisim sıvının dibine batar. (Örnek: Suya atılan bir taş)
- Sorumuzdaki Veriler: Şimdi sorumuzdaki değerlere bakalım:
- Metal paranın yoğunluğu ($D_{\text{madeni para}}$) = $2,5 \text{ g/cm}^3$
- Tuzlu su çözeltisinin yoğunluğu ($D_{\text{tuzlu su}}$) = $1,2 \text{ g/cm}^3$
- Yoğunlukları Karşılaştırma: Metal paranın yoğunluğu ($2,5 \text{ g/cm}^3$) ile tuzlu su çözeltisinin yoğunluğunu ($1,2 \text{ g/cm}^3$) karşılaştırdığımızda, metal paranın yoğunluğunun tuzlu suyun yoğunluğundan daha büyük olduğunu görüyoruz: $2,5 \text{ g/cm}^3 > 1,2 \text{ g/cm}^3$.
- Sonuç: Yukarıdaki "Durum 3" kuralına göre, cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyük olduğu için metal para tuzlu su çözeltisine bırakıldığında batar.
Cevap C seçeneğidir.
