Sorunun Çözümü
Verilen soruda, düşey kesiti şekildeki gibi olan bir kap, debisi sabit bir musluktan akan homojen bir sıvı ile doldurulmaktadır. K noktasındaki sıvı basıncının (P) sıvı yüksekliğine (h) bağlı grafiği istenmektedir.
- Sıvı Basıncı Formülü: Bir sıvının belirli bir derinlikteki basıncı, hidrostatik basınç formülü ile hesaplanır:
- $$P = \rho g h$$
- Burada:
- \(P\): Basınç
- \(\rho\): Sıvının yoğunluğu (homojen sıvı olduğu için sabittir)
- \(g\): Yer çekimi ivmesi (sabittir)
- \(h\): Sıvı yüksekliği (K noktasının üzerindeki sıvı sütununun yüksekliği)
- K Noktası İçin Analiz: K noktası kabın tabanında yer almaktadır. Bu nedenle, K noktasındaki basınç, kabın içindeki toplam sıvı yüksekliği \(h\) ile doğru orantılıdır.
- Formülde \(\rho\) ve \(g\) sabit değerler olduğu için, \(P\) ile \(h\) arasında doğrusal bir ilişki vardır. Yani, \(P = (sabit) \times h\).
- Bu, P-h grafiğinin orijinden geçen bir doğru olması gerektiği anlamına gelir. Sıvı yüksekliği arttıkça basınç da doğru orantılı olarak artacaktır.
- Kabın şeklinin değişmesi, sıvı yüksekliğinin zamana göre değişimini etkiler, ancak K noktasındaki basıncın sıvı yüksekliğine olan doğrudan orantılı ilişkisini değiştirmez.
- Seçeneklere bakıldığında, C seçeneği orijinden başlayan ve pozitif eğimli bir doğru göstermektedir. Bu, \(P = \rho g h\) ilişkisini en doğru şekilde temsil eder.
Cevap C seçeneğidir.