Bu soruda, bir cismin havadaki ağırlığı ile suya batırıldığındaki ağırlığı arasındaki farkı kullanarak cisme etki eden kaldırma kuvvetini bulacağız. Kaldırma kuvveti, bir akışkanın (bu durumda suyun) içine batırılan cisme yukarı yönde uyguladığı kuvvettir ve cismin ağırlığının bir kısmını dengeleyerek cismin daha hafif hissedilmesini sağlar.
- 1. Adım: Verilenleri Belirleyelim
- Soruda bize iki önemli bilgi verilmiş:
- Cismin havadaki ağırlığı (gerçek ağırlığı): $G_{hava} = 60 \text{ N}$
- Cismin suya tamamen batırıldığında ölçülen ağırlığı (görünür ağırlığı): $G_{su} = 40 \text{ N}$
- Bizden istenen ise cisme etki eden kaldırma kuvveti ($F_k$).
- 2. Adım: Kaldırma Kuvveti Prensibini Hatırlayalım
- Bir cisim bir sıvıya batırıldığında, sıvı tarafından yukarı yönde bir kaldırma kuvvetine maruz kalır. Bu kaldırma kuvveti, cismin ağırlığının bir kısmını taşır ve cismin sıvı içindeki ağırlığının havadaki ağırlığından daha az ölçülmesine neden olur.
- Yani, cismin havadaki ağırlığı ile sıvı içindeki ağırlığı arasındaki fark, cisme etki eden kaldırma kuvvetine eşittir.
- Bu durumu matematiksel olarak şu şekilde ifade edebiliriz:
- Kaldırma Kuvveti ($F_k$) = Havadaki Ağırlık ($G_{hava}$) - Sıvı İçindeki Ağırlık ($G_{sıvı}$)
- Veya sembollerle: $F_k = G_{hava} - G_{sıvı}$
- 3. Adım: Hesaplamayı Yapalım
- Şimdi elimizdeki değerleri formülde yerine koyalım:
- $F_k = 60 \text{ N} - 40 \text{ N}$
- $F_k = 20 \text{ N}$
- Buna göre, cisme etki eden kaldırma kuvveti $20 \text{ N}$'dur.
Cevap C seçeneğidir.
