AYT fizik Test 1

Özkütlesi 2 g/cm³ olan bir sıvı içinde, özkütlesi 0,8 g/cm³ olan bir cisim bırakılıyor. Cismin hareketi için ne söylenebilir?

A) Yüzer
B) Askıda kalır
C) Batar
D) Yukarı çıkar
E) Hareket etmez

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, cisimlerin sıvılar içindeki hareketini belirleyen temel bir fizik prensibini, yani özkütle farkını inceleyeceğiz. Hazırsanız, adım adım bu durumu analiz edelim:

• 1. Özkütle Nedir?

  Özkütle (yoğunluk), bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir. Yani, bir maddenin ne kadar "ağır" olduğunu hacmine göre ifade ederiz. Matematiksel olarak $d = \frac{m}{V}$ şeklinde gösterilir. Özkütle, bir cismin bir sıvı içinde batıp batmayacağını, yüzüp yüzmeyeceğini veya askıda kalıp kalmayacağını anlamamız için çok önemli bir özelliktir.

• 2. Verilen Özkütleleri İnceleyelim:

  Soruda bize iki farklı özkütle değeri verilmiş:

  • Sıvının özkütlesi ($d_{sıvı}$) = $2 \text{ g/cm}^3$
  • Cismin özkütlesi ($d_{cisim}$) = $0,8 \text{ g/cm}^3$
• 3. Cisimlerin Sıvılardaki Hareketi ve Özkütle İlişkisi:

  Bir cismin bir sıvı içindeki hareketi, cismin özkütlesi ile sıvının özkütlesinin karşılaştırılmasına bağlıdır:

  • Eğer cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden büyükse ($d_{cisim} > d_{sıvı}$), cisim batar.
  • Eğer cismin özkütlesi sıvının özkütlesine eşitse ($d_{cisim} = d_{sıvı}$), cisim askıda kalır (sıvının herhangi bir yerinde dengede durur).
  • Eğer cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden küçükse ($d_{cisim} < d_{sıvı}$), cisim yukarı doğru hareket eder ve yüzeyde yüzer.
• 4. Durumumuzu Değerlendirelim:

  Şimdi elimizdeki değerleri karşılaştıralım:

  • Cismin özkütlesi ($0,8 \text{ g/cm}^3$)
  • Sıvının özkütlesi ($2 \text{ g/cm}^3$)

  Gördüğümüz gibi, $0,8 \text{ g/cm}^3 < 2 \text{ g/cm}^3$ olduğundan, cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden daha küçüktür.

• 5. Cismin Hareketi:

  Cismin özkütlesi sıvıdan küçük olduğu için, sıvı cismi yukarı doğru iten bir kaldırma kuvveti uygulayacaktır. Bu kaldırma kuvveti, cismin ağırlığından daha büyük olacağı için, cisim yukarı doğru hareket etmeye başlayacak ve sıvının yüzeyine doğru yükselecektir. Yüzeye ulaştığında ise bir kısmı sıvının içinde kalacak şekilde yüzecektir.

  Soruda cismin "hareketi" sorulduğu için, ilk ve en belirgin hareket "yukarı çıkmak" olacaktır.

Bu bilgiler ışığında, cismin özkütlesi sıvının özkütlesinden küçük olduğu için cisim yukarı doğru hareket edecektir.

Cevap D seçeneğidir.