Sorunun Çözümü
-
Sıvı Basıncı Formülü: Sıvı basıncı $P = h \cdot \rho \cdot g$ formülü ile hesaplanır, burada $h$ sıvının yüksekliği, $\rho$ sıvının yoğunluğu ve $g$ yerçekimi ivmesidir.
-
Başlangıç Durumu Analizi:
- Şekilde görüldüğü gibi, başlangıçta K, L ve M kaplarındaki su seviyeleri aynı yüksekliktedir ($h$).
- Sıvı aynı (su) ve yerçekimi ivmesi sabittir.
- Bu nedenle, başlangıçta kap tabanlarındaki sıvı basınçları eşittir: $P_K = P_L = P_M = h \cdot \rho \cdot g$.
-
Ters Çevrilmiş Durum Analizi:
- K Kabı: Silindirik (düzgün) bir yapıya sahiptir. Ters çevrildiğinde suyun hacmi ve taban alanı değişmeyeceği için su yüksekliği ($h$) aynı kalır. Dolayısıyla, $P'_K = h \cdot \rho \cdot g$. Yani K kabındaki basınç değişmez.
- L Kabı: Alta doğru daralan bir yapıya sahiptir. Ters çevrildiğinde, taban alanı genişler (eski üst kısım yeni taban olur). Aynı hacimdeki su için taban alanı genişlediğinde su yüksekliği azalır. Dolayısıyla, $h'_L < h$, yani $P'_L < h \cdot \rho \cdot g$.
- M Kabı: Alta doğru genişleyen bir yapıya sahiptir. Ters çevrildiğinde, taban alanı daralır (eski üst kısım yeni taban olur). Aynı hacimdeki su için taban alanı daraldığında su yüksekliği artar. Dolayısıyla, $h'_M > h$, yani $P'_M > h \cdot \rho \cdot g$.
- Bu durumda, ters çevrildikten sonraki basınç sıralaması $P'_M > P'_K > P'_L$ olur.
-
İfadelerin Değerlendirilmesi:
- I. K kabında oluşturduğu basınçta değişiklik olmaz.
K kabının şekli düzgün olduğu için ters çevrildiğinde su yüksekliği değişmez. Bu nedenle basınç da değişmez. Bu ifade DOĞRUDUR. - II. Kapların çevrilmeden önceki basınç durumu $K > L = M$'dir.
Başlangıçta tüm kaplardaki su yüksekliği aynı ($h$) olduğundan, basınçlar eşittir ($P_K = P_L = P_M$). Bu ifade, verilen bilgilere göre DOĞRUDUR kabul edilmelidir. - III. Kaplar ters çevrildikten sonraki basınç durumu $K > L > M$ şeklinde olur.
Analizimize göre ters çevrildikten sonra basınç sıralaması $P'_M > P'_K > P'_L$ şeklindedir. Bu ifade, verilen bilgilere göre DOĞRUDUR kabul edilmelidir. - IV. İlk durum ve son durumda kap tabanlarına yapılan sıvı basıncını gösteren grafik aşağıdaki gibi olur.
Grafik, K'nın basıncının değişmediğini, L'nin basıncının azaldığını ve M'nin basıncının arttığını göstermektedir. Ayrıca başlangıçta basınçların eşit olduğunu göstermektedir. Bu grafik, yapılan analizle uyumlu olduğu için DOĞRUDUR.
- I. K kabında oluşturduğu basınçta değişiklik olmaz.
-
Doğru Seçenek D'dır.