📄 9. Sınıf Fizik: Bas Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Kutunun zemine uyguladığı basıncı hesaplamak için basınç formülünü kullanırız: \( P = \frac{F}{A} \). Burada F, cisme etki eden dik kuvvettir (kutunun ağırlığı) ve A, basıncın uygulandığı yüzey alanıdır.

Verilenler:
Kutunun Ağırlığı (F) = 20 N
Taban Alanı (A) = 0.01 m²

Hesaplama:
\( P = \frac{20 \text{ N}}{0.01 \text{ m}^2} \)
\( P = \frac{20}{1/100} \text{ N/m}^2 \)
\( P = 20 \times 100 \text{ Pa} \)
\( P = 2000 \text{ Pa} \)

Sonuç: Kutunun zemine uyguladığı basınç 2000 Pascal'dır.

💡 Çözüm Adımları:

Sıvı basıncı formülü \( P = h \times \rho \times g \) ile bulunur. Burada h, sıvının derinliği, \( \rho \) sıvının özkütlesi ve g yerçekimi ivmesidir. Yerçekimi ivmesi (g) tüm noktalar için aynıdır.

Verilenler:
X sıvısının özkütlesi = \( \rho \)
Y sıvısının özkütlesi = \( 2\rho \)
Derinlikler: K noktasının X sıvısındaki derinliği \( h_K \), L noktasının X sıvısındaki derinliği \( h_L \) (aynı zamanda Y sıvısının üst yüzeyinden itibaren olan derinlik), M noktasının Y sıvısındaki derinliği \( h_M \).

Basınçları Hesaplayalım:
K noktasındaki basınç (sadece X sıvısından dolayı): \( P_K = h_K \times \rho \times g \)

L noktasındaki basınç (hem X hem de Y sıvısının üst kısmından dolayı): \( P_L = h_L \times \rho \times g + h_{Y_{üst}} \times 2\rho \times g \) (Burada \( h_{Y_{üst}} \) Y sıvısının üst yüzeyinden L'ye kadar olan derinliktir. Soruda verilen K, L, M noktalarının yerleşimi tam olarak net olmadığı için, genel bir yorum yapalım. Eğer L noktası Y sıvısının içindeyse ve X ile Y'nin sınırından daha derindeyse, basınç daha büyük olacaktır. Şekil yorumuna göre L noktası Y sıvısının içinde ve M noktasının üstündedir. K noktasının derinliği en azdır. M noktasının derinliği en fazladır ve en yoğun sıvının içindedir.

M noktasındaki basınç (hem X hem de Y sıvısından dolayı): \( P_M = h_X \times \rho \times g + h_Y \times 2\rho \times g \) (Burada \( h_X \) X sıvısının toplam yüksekliği ve \( h_Y \) M'nin Y sıvısındaki derinliğidir).

Genel Yorum (Şekildeki gibi bir durum varsayarsak):
- K noktasındaki basınç en azdır çünkü en az derinlikte ve daha az yoğun sıvının içindedir.
- L noktasındaki basınç, K'den fazladır çünkü daha derindedir ve/veya daha yoğun sıvının içindedir.
- M noktasındaki basınç en fazladır çünkü en derindedir ve en yoğun sıvının içindedir.

Bu nedenle, basınçlar arasındaki ilişki genellikle \( P_M > P_L > P_K \) şeklindedir. Ancak kesin sıralama, belirtilen h \( _K, h_L, h_M \) değerlerine ve sıvı seviyelerine bağlıdır.

💡 Çözüm Adımları:

Bir gemi limandan denize açıldığında, geminin batan hacmi artar. Bir cismin sıvı içindeki durumu (yüzmesi, askıda kalması veya batması) uygulanan kaldırma kuvveti ile cismin ağırlığı arasındaki ilişkiye bağlıdır.

Kaldırma Kuvveti Formülü: \( F_k = V_{batan} \times \rho_{sıvı} \times g \)

Geminin Ağırlığı: Gemi denize açıldığında ağırlığı değişmez. Gemi yüzdüğü sürece, uygulanan kaldırma kuvveti geminin ağırlığına eşittir: \( F_k = G_{gemi} \).

Deniz Suyu vs. Tatlı Su:
Deniz suyunun yoğunluğu, tatlı suyun yoğunluğundan daha fazladır (\( \rho_{deniz} > \rho_{tatlısu} \)).

Açıklama:

1. Liman (Tatlı Su): Gemi tatlı suda yüzdüğünde, ağırlığına eşit bir kaldırma kuvveti oluşur. \( G_{gemi} = V_{batan\_tatlı} \times \rho_{tatlısu} \times g \).
2. Deniz (Tuzlu Su): Gemi denize açıldığında, geminin ağırlığı aynı kalır. Ancak deniz suyunun yoğunluğu daha fazla olduğu için, aynı ağırlığa eşit bir kaldırma kuvveti oluşturmak için geminin daha az bir hacminin suya batması yeterlidir. Yani, \( G_{gemi} = V_{batan\_deniz} \times \rho_{deniz} \times g \).

Sonuç:
Deniz suyunun yoğunluğu daha fazla olduğu için, aynı ağırlıktaki gemiye etki eden kaldırma kuvveti denizde daha kolay sağlanır. Bu nedenle, geminin suya batan hacmi (\( V_{batan} \)) tatlı suya göre denizde daha az olur. Yani, gemi limandan denize açıldığında batma miktarı azalır, daha az batar (daha fazla yüzer). Soruda ifade edilen 'batma miktarının artması' ifadesi yanlıştır, tam tersi olur. Gemi denize açıldıkça daha az batar.