9. Sınıf Fizik 2. Dönem 1. Yazılı
20 soru · cevap anahtarı ve adım adım çözüm sayfanın altında
Kapsanan konular
| Termos özelliği | Engellediği aktarım yolu |
|---|---|
| Çift cidar arasındaki boşluk | İletim ve konveksiyon |
| İç yüzeyin aynalı olması | ? |
Tabloda termosun tasarımı çözümlenmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan aktarım yolu hangisidir?
- A İletim
- B Konveksiyon
- C Buharlaşma
- D Işıma
- E Genleşme
Yukarıda bir ısıtma işleminin verileri verilmiştir. Verilen ısı miktarı sorulmaktadır. Buna göre bu değer kaç caloridir?
- A 60.000
- B 230
- C 600
- D 6.000
- E 30
Sıcaklıkları farklı iki cisim temas ettirilip bekletildiğinde ulaşılan duruma ısıl denge denmektedir. Bu durumda ne olur?
- A Isı aktarımı sürer
- B Sıcaklıklar eşitlenir ve net ısı aktarımı durur
- C Sıcak cisim daha da ısınır
- D Soğuk cisim daha da soğur
- E Kütleler eşitlenir
Yukarıda hâl değişimi bağıntısı verilmiştir. Bu bağıntıda sıcaklık farkının bulunmama nedeni sorulmaktadır. Buna göre doğru yanıt hangisidir?
- A Kütle sabittir.
- B Sıcaklık ölçülemez.
- C Hâl değişimi sırasında sıcaklık değişmez.
- D Isı verilmez.
- E Bağıntı eksiktir.
Sıcak iklimlerde açık renkli, soğuk iklimlerde koyu renkli giysi tercih edilmesinin fiziksel dayanağı sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?
- A Koyu renklerin ışımayı daha çok soğurması, açık renklerin ise yansıtması
- B Koyu renklerin ağır olması
- C Açık renklerin ince olması
- D Koyu renklerin ucuz olması
- E Renklerin ısıyla ilgisiz olması
Bir sıvıya batırılan cisme etki eden kaldırma kuvvetinin bağlı olduğu değişkenler sorulmaktadır. Bu kuvvet neyle belirlenir?
- A Sıvının yoğunluğu ve cismin batan hacmi
- B Cismin kütlesi ve cinsi
- C Cismin derinliği
- D Kabın büyüklüğü
- E Cismin rengi
Bir durum
Bir su ısıtıcısına verilen enerjinin bir bölümü çevreye ısı olarak yayılmaktadır.
Yukarıdaki durumun ısıtıcının verimine etkisi sorulmaktadır. Buna göre hangi seçenek doğrudur?
- A Verim değişmez.
- B Verim artar.
- C Suya aktarılan enerji azaldığı için verim düşer.
- D Enerji yok olur.
- E Su daha hızlı ısınır.
Bir öğrenci farklı metallerin ısı iletim hızlarını karşılaştırmak istemektedir. Sabit tutması gereken değişkenler hangileridir?
- A Yalnız çubukların rengi
- B Çubukların kalınlığı, uzunluğu ve uygulanan sıcaklık farkı
- C Yalnız ölçüm saati
- D Yalnız odanın büyüklüğü
- E Yalnız çubukların ağırlığı
Bir uygulama
Demir yolu raylarının arasında küçük boşluklar bırakılmaktadır.
Yukarıdaki uygulamanın gerekçesi sorulmaktadır. Buna göre istenen değer hangisidir?
- A Maliyeti düşürmek için
- B Rayların ağırlığını azaltmak için
- C Ses çıkarmaması için
- D Sıcaklık artınca genleşen rayların birbirini zorlamaması için
- E Görünüm için
Grafikte ortamda bırakılan sıcak bir cismin soğuma eğrisi verilmiştir. Soğumanın giderek yavaşlamasının nedeni nedir?
- A Cismin ağırlaşması
- B Ortamın ısınması dışında bir etken bulunmaması
- C Ölçüm hatası
- D Cismin küçülmesi
- E Sıcaklık farkı azaldıkça ısı aktarım hızının düşmesi
Bir deney
Yalıtılmış bir kapta temas ettirilen iki cisim uzun süre bekletilmiştir.
Yukarıdaki deneyin sonunda beklenen durum sorulmaktadır. Buna göre verilecek yanıt hangisidir?
- A Kütleler değişir.
- B Sıcaklık farkı büyür.
- C Isı akışı sürekli devam eder.
- D Cisimler donar.
- E Sıcaklıkları eşitlenir ve ısı alışverişi durur.
Kalorifer peteklerinin odaların alt kısmına yerleştirilmesinin gerekçesi sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?
- A Peteklerin görünmemesi
- B Boruların kısalması
- C Isınan havanın yükselip soğuyan havanın alçalmasıyla odada bir dolaşım oluşması
- D Zeminin ısınması
- E Duvarın korunması
Bir öğrenci kaldırma kuvvetinin sıvı yoğunluğuna bağlı olduğunu göstermek istemektedir. Sabit tutması gereken değişkenler hangileridir?
- A Yalnız kabın rengi
- B Aynı cismi kullanmak ve her seferinde tümüyle batırmak
- C Yalnız ölçüm saati
- D Yalnız odanın sıcaklığı
- E Yalnız kabın büyüklüğü
Bir cisim suya tümüyle batırıldığında görünen ağırlığındaki azalma 5 N ölçülmüştür. Suyun yoğunluğu 1000 kg/m³ olduğuna göre cismin hacmi kaç m³’tür? ($g = 10$ m/s²)
- A 0,05
- B 0,005
- C 5
- D 0,5
- E 0,0005
Havada ağırlığı 50 N ölçülen bir cisim suya tümüyle batırıldığında dinamometre 30 N göstermektedir. Cisme etki eden kaldırma kuvveti kaç N’dur?
- A 80
- B 50
- C 30
- D 20
- E 10
| Durum | Yoğunluk karşılaştırması |
|---|---|
| Yüzer (kısmen batar) | Cisim sıvıdan daha az yoğun |
| Askıda kalır | Yoğunluklar eşit |
| Batar | ? |
Tabloda cisimlerin sıvı içindeki davranışı verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan karşılaştırma hangisidir?
- A Yoğunluklar eşit
- B Cisim sıvıdan daha az yoğun
- C Cisim sıvıdan daha yoğun
- D Belirlenemez
- E Yoğunluk önemsiz
Bir bardakta yüzen buz parçası eridiğinde su seviyesinin değişmediği gözlenmektedir. Bu sonucun açıklaması nedir?
- A Buzun hafiflemesi
- B Suyun ısınması
- C Yüzen buzun yerini aldığı su hacminin, eridiğinde oluşturacağı su hacmine eşit olması
- D Bardağın genleşmesi
- E Suyun buharlaşması
Çelikten yapılan gemilerin, çeliğin sudan yoğun olmasına karşın yüzebilmesinin nedeni sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?
- A Geminin içindeki büyük hava boşlukları nedeniyle ortalama yoğunluğunun sudan küçük olması
- B Çeliğin suda hafiflemesi
- C Suyun geminin altında yoğunlaşması
- D Geminin hızlı gitmesi
- E Çeliğin su altında değişmesi
Ağzına kadar dolu bir kaba cisim bırakıldığında taşan sıvının tartıldığı bir deney yapılmaktadır. Bu ölçümün anlamı nedir?
- A Cismin kütlesini verir
- B Cismin hacmini verir
- C Hiçbir anlam taşımaz
- D Kabın ağırlığını verir
- E Taşan sıvının ağırlığı, cisme etki eden kaldırma kuvvetine eşittir
Aynı cisim, biri su biri yağ olan iki kaba tümüyle batırılmaktadır. Suyun yoğunluğu daha büyük olduğuna göre kaldırma kuvvetleri nasıl karşılaştırılır?
- A Yağda daha büyüktür
- B Eşittir
- C İkisi de sıfırdır
- D Belirlenemez
- E Suda daha büyüktür; kaldırma kuvveti sıvı yoğunluğuyla doğru orantılıdır
🔑 Cevap anahtarı ve çözümler — önce kendin çöz
1. sorunun çözümü
Aynalı iç yüzey ışımayı geri yansıtır; çift cidar arasındaki boşluğun kapatamadığı tek yol budur.
- Tablonun kurgusu şu: solda termosun bir tasarım özelliği, sağda engellediği aktarım yolu. Dolu satır: çift cidar arasındaki boşluk → iletim ve konveksiyon.
- Boşluğun neden bu ikisini engellediğini görelim: iletim de konveksiyon da tanecik gerektirir, boşlukta tanecik yoktur.
- Ama üç aktarım yolundan biri boşluktan da geçebilir: ışıma. Öyleyse termosun ona karşı ayrı bir önlemi olmalı. Aynalı yüzey gelen ışımayı soğurmak yerine geri yansıtır; içerideki ısının ışıma yoluyla kaçmasını engelleyen budur.
- Denetleyelim: üç yol da kapatılmış oluyor ✓ — termosun uzun süre sıcak tutmasının nedeni tam olarak bu.
Sık yapılan hata: İletim demek. İletim, ÜST SATIRDA çift cidar arasındaki boşluk için zaten yazılmış; aynalı yüzeyin engellediği yol, boşluktan geçebilen tek yol olan ışımadır.
2. sorunun çözümü
Q = m · c · ΔT bağıntısıyla 200 × 1 × 30 = 6.000 cal bulunur.
- Verilenleri yazalım: m = 200 g, c = 1 cal/(g·°C), ΔT = 30 °C, istenen ısı Q. Bağıntı Q = m · c · ΔT.
- Değerleri yerleştirelim: Q = 200 × 1 × 30.
- İşlemi yapalım: 200 × 1 = 200 ve 200 × 30 = 6.000. Birim: g × cal/(g·°C) × °C = cal.
- Denetleyelim: birimler sadeleşiyor ✓ — gram ve derece götürülünce geriye yalnız kalori kalıyor, doğru büyüklüğü hesaplamışız.
Sık yapılan hata: 230 demek. 230, verilen sayıların ÇARPILMASI yerine toplanmasından çıkar (200 + 30); bağıntı ise üç çarpanın çarpımıdır.
3. sorunun çözümü
Isıl dengede sıcaklıklar eşitlenir ve net ısı aktarımı durur.
- Isının hangi yönde aktığını hatırlayalım: daima yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa. Aktarımı sürdüren şey aradaki sıcaklık farkıdır.
- İki cisim temas ettirildiğinde sıcak olan soğur, soğuk olan ısınır. Aradaki fark azaldıkça aktarım hızı da düşer.
- Sıcaklıklar eşitlendiğinde fark sıfırlanır ve aktarımı yönlendiren neden ortadan kalkar; net ısı aktarımı durur. Dikkat: eşitlenen şey sıcaklıktır, cisimlerin içerdiği ısı miktarı değil.
- Denetleyelim: cisimler bundan sonra kendiliğinden farklılaşmıyor ✓ — sıcak olan daha da ısınamıyor.
Sık yapılan hata: "Isı aktarımı sürer" demek. Sıcaklıklar eşitlendiğinde NET aktarım durur; aktarımı sürdürecek bir sıcaklık farkı kalmamıştır.
4. sorunun çözümü
Hâl değişimi sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için bağıntıda sıcaklık farkı yer almaz.
- İki bağıntıyı yan yana koyalım: sıcaklık değişimi için Q = m · c · ΔT, hâl değişimi için Q = m · Lₑ.
- Birinci bağıntıda ΔT bulunuyor, çünkü orada verilen ısının işi sıcaklığı değiştirmek.
- Hâl değişiminde ise sıcaklık değişmiyor; ΔT sıfır olurdu ve bağıntı anlamsızlaşırdı. Bu yüzden yerine maddeye özgü erime ısısı Lₑ kullanılır.
- Denetleyelim: bağıntıda kalan iki büyüklük kütle ve Lₑ ✓ — ikisi de sıcaklıktan bağımsız.
Sık yapılan hata: "Bağıntı eksiktir." demek. Bağıntı eksik DEĞİL; hâl değişimi sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için ΔT’ye zaten yer yoktur.
5. sorunun çözümü
Koyu renkler ışımayı daha çok soğurur, açık renkler ise büyük bölümünü geri yansıtır.
- Rengin fiziksel anlamını koyalım: bir cismin rengi, üstüne düşen ışımanın ne kadarını soğurup ne kadarını yansıttığını gösterir.
- Siyah bir yüzey gelen ışımanın neredeyse tamamını soğurur; soğurulan enerji cismin iç enerjisine dönüşür ve cisim ısınır. Beyaz yüzey ise büyük bölümünü geri yansıtır ve daha serin kalır.
- Öyleyse sıcak iklimlerde açık renk giymek Güneş ışımasının soğurulmasını azaltır; soğuk iklimlerde koyu renk, gelen ışımadan daha çok yararlanmayı sağlar. Tercihin dayanağı ışımanın soğurulmasıdır.
- Denetleyelim: aynı ilke termosun aynalı yüzeyinde de var ✓ — orada da yansıtıcı yüzey ışımayı geri çeviriyor.
Sık yapılan hata: "Renklerin ısıyla ilgisiz olması" demek. Renk, cismin ışımayı ne kadar SOĞURDUĞUNU belirler; güneşte siyah bir yüzeyin beyazdan çok daha fazla ısınması bunun doğrudan kanıtıdır.
6. sorunun çözümü
Kaldırma kuvveti $F_k = d_{sıvı} \cdot V_{batan} \cdot g$ ile sıvının yoğunluğu ve cismin batan hacmiyle belirlenir.
- Sıvıya giren cisim, batan hacmi kadar sıvıyı yerinden çıkarır.
- Arşimet ilkesine göre kaldırma kuvveti, yeri değiştirilen bu sıvının ağırlığına eşittir: $F_k = m_{sıvı} \cdot g = d_{sıvı} \cdot V_{batan} \cdot g$.
- $g$ aynı yerde sabit olduğundan değişebilen iki büyüklük kalır: sıvının yoğunluğu ve batan hacim.
- Denetleyelim: bağıntıda cismin kütlesi, cinsi ya da derinliği yer almıyor; bu değişkenlerden hiçbiri kuvvetin büyüklüğünü değiştirmez ✓.
Sık yapılan hata: "Cismin kütlesi ve cinsi" seçeneği. Kütle ve cins cismin yoğunluğunu, yani batıp batmayacağını belirler; ama batan hacim ve sıvı aynıysa kaldırma kuvveti de aynıdır. Eşit hacimli demir ve alüminyum küp tümüyle batınca aynı kuvveti görür.
7. sorunun çözümü
Çevreye yayılan enerji suya aktarılan payı azalttığı için verim düşer.
- Verimin tanımını yazalım: verim, yararlı enerjinin verilen toplam enerjiye oranıdır.
- Burada yararlı enerji suya aktarılan ısıdır. Verilen enerjinin bir bölümü çevreye kaçtığında suya kalan pay azalır.
- Pay küçülüp payda aynı kaldığında oran düşer; verim azalır. Kaçan enerji yok olmuyor, yalnız amaç dışına gidiyor.
- Denetleyelim: enerjinin korunumu bozulmuyor ✓ — toplam enerji aynı, yalnız dağılımı değişiyor.
Sık yapılan hata: "Enerji yok olur." demek. Enerji YOK OLMAZ; çevreye yayılan enerji de vardır, yalnız suyu ısıtmaya harcanmadığı için verim düşer.
8. sorunun çözümü
İletim hızını malzeme dışında kesit alanı, uzunluk ve sıcaklık farkı da belirler; bunlar sabit tutulmalıdır.
- İletim hızını neyin belirlediğini yazalım: malzemenin cinsi, çubuğun kesit alanı, uzunluğu ve iki ucu arasındaki sıcaklık farkı.
- Deneyin sınadığı değişken metalin cinsidir; öyleyse deney boyunca değiştirilecek olan odur.
- Geriye kalan üç etken sabit tutulmalıdır: çubuklar aynı kalınlıkta ve aynı uzunlukta olmalı, aynı sıcaklık farkına maruz bırakılmalıdır. Aksi hâlde ölçülen farkın metalden mi geometriden mi geldiği ayırt edilemez.
- Denetleyelim: seçeneklerdeki renk, ölçüm saati, odanın büyüklüğü ve ağırlık ✓ — hiçbiri iletim hızını belirleyen değişkenler arasında değil.
Sık yapılan hata: "Yalnız çubukların rengi" demek. Renk ışıma soğurmasıyla ilgilidir, İLETİM hızını belirlemez; sabit tutulması gerekenler kalınlık, uzunluk ve sıcaklık farkıdır.
9. sorunun çözümü
Metaller ısındıkça genleştiği için raylar arasında boşluk bırakılır.
- Malzemenin sıcaklıkla nasıl davrandığını hatırlayalım: metaller ısındığında tanecik titreşimi artar ve boyları uzar.
- Yaz aylarında güneş altındaki raylar bu nedenle uzar. Uçları birbirine tam dayalı olsaydı uzayacak yer bulamaz ve birbirini zorlardı.
- Sonuç raylarda eğilme ya da kalkma olurdu. Bırakılan küçük boşluk bu uzamaya yer açar; tasarımın gerekçesi budur.
- Denetleyelim: köprülerdeki genleşme derzleri ✓ — aynı sorunun aynı çözümü.
Sık yapılan hata: "Ses çıkarmaması için" demek. Boşluklar tersine bir ses OLUŞTURUR (tekerleklerin çıkardığı ritmik ses); bırakılma nedenleri genleşmeye yer açmaktır.
10. sorunun çözümü
Isı aktarım hızı sıcaklık farkıyla orantılıdır; cisim ortama yaklaştıkça fark azalır ve soğuma yavaşlar.
- Grafiği okuyalım: sıcaklık başlangıçta hızla düşüyor, sonra düşüş giderek yavaşlıyor ve eğri yataya yaklaşıyor.
- Aktarım hızının neye bağlı olduğunu hatırlayalım: cisim ile ortam arasındaki sıcaklık farkına. Fark büyükse ısı hızlı gider.
- Başlangıçta cisim ortamdan çok sıcaktır, fark büyüktür ve soğuma hızlıdır. Cisim soğudukça ortamın sıcaklığına yaklaşır, fark küçülür ve aktarım yavaşlar. Eğri bu yüzden ısıl dengeye giderek yavaşlayarak yaklaşır.
- Denetleyelim: eğri ortam sıcaklığının altına inmiyor ✓ — fark sıfırlandığında net aktarım duruyor.
Sık yapılan hata: "Ölçüm hatası" demek. Eğrinin yavaşlaması bir HATA değil, beklenen davranıştır; aktarım hızı sıcaklık farkına bağlı olduğu için fark azaldıkça soğuma yavaşlar.
11. sorunun çözümü
Isıl dengede sıcaklıklar eşitlenir ve net ısı alışverişi durur.
- Süreci başlangıçtan izleyelim: temas eden iki cisim arasında sıcaklık farkı varsa ısı sıcaktan soğuğa akar.
- Bu akış sıcak cismi soğutur, soğuk cismi ısıtır. Yani aradaki fark her an biraz daha azalır.
- Fark sıfırlandığında ısı akışını sürdürecek bir neden kalmaz. Sıcaklıklar eşitlenir ve alışveriş durur; bu duruma ısıl denge denir.
- Denetleyelim: kap yalıtılmış ✓ — dışarıyla alışveriş olmadığı için denge içeride kuruluyor.
Sık yapılan hata: "Isı akışı sürekli devam eder." demek. Akışın nedeni sıcaklık FARKIDIR; fark sıfırlandığında akışı sürdürecek bir neden kalmaz.
12. sorunun çözümü
Isınan hava yükselir, soğuyan hava alçalır; petek altta olduğunda odada bir dolaşım kurulur.
- Isınan havaya ne olduğunu yazalım: genleşir, aynı kütle daha büyük hacme yayılır, yoğunluğu azalır. Yoğunluğu azalan hava çevresindeki soğuk havanın içinde yükselir.
- Petek odanın altındaysa yanındaki hava ısınıp tavana doğru yükselir. Boşalan yere soğuk hava akar, o da ısınıp yükselir. Böylece odayı dolaşan sürekli bir hava akımı kurulur ve oda baştan sona ısınır.
- Petek tavana yakın olsaydı ısınan hava zaten bulunduğu yerde kalırdı; alttaki soğuk hava yukarı çıkmak için bir neden bulamaz, dolaşım kurulmazdı. Yerleşimin nedeni budur.
- Denetleyelim: klimalar tersine yukarı takılıyor ✓ — soğuttukları hava alçalacağı için dolaşım o zaman kuruluyor.
Sık yapılan hata: "Peteklerin görünmemesi" demek. Yerleşim bir GÖRÜNÜM tercihi değildir; petek altta olduğunda ısınan havanın yükselmesiyle odada dolaşım kurulur.
13. sorunun çözümü
Yalnız sıvı yoğunluğunun etkisini görmek için aynı cisim kullanılmalı ve her seferinde tümüyle batırılarak batan hacim sabit tutulmalıdır.
- Bağımsız değişken sıvının yoğunluğudur; bağımlı değişken kaldırma kuvvetidir.
- $F_k = d \cdot V \cdot g$ bağıntısında kuvveti etkileyen öbür değişken batan hacimdir; o değişirse sonucun hangi etkenden geldiği anlaşılmaz.
- Aynı cismi kullanıp her denemede tümüyle batırmak batan hacmi cismin hacmine sabitler; farklı sıvılarda ölçülen kuvvet farkı yalnız yoğunluktan kaynaklanır.
- Denetleyelim: bu düzenekle su, tuzlu su ve yağda ölçülen kuvvetler yoğunluk sırasıyla uyuşursa ilişki gösterilmiş olur ✓.
Sık yapılan hata: "Yalnız kabın büyüklüğü" seçeneği. Kap büyüklüğü kaldırma kuvvetini etkilemez; onu sabit tutmak deneyin güvenilirliğine katkı sağlamaz. Asıl sabitlenmesi gereken, kuvveti doğrudan değiştiren batan hacimdir.
14. sorunun çözümü
Görünen ağırlıktaki azalma $F_k = 5$ N’dur; $V = F_k / (d \cdot g) = 5 / 10000 = 0{,}0005$ m³ bulunur.
- Görünen ağırlıktaki azalma doğrudan kaldırma kuvvetidir: $F_k = 5$ N.
- Cisim tümüyle battığı için batan hacim cismin hacmidir: $F_k = d \cdot V \cdot g$ → $V = \dfrac{F_k}{d \cdot g}$.
- Yerine koyalım: $V = \dfrac{5}{1000 \cdot 10} = \dfrac{5}{10000} = 0{,}0005$ m³ (yarım litre).
- Denetleyelim: $1000 \cdot 0{,}0005 \cdot 10 = 5$ N; verilen azalmayla aynı ✓.
Sık yapılan hata: "0,005" seçeneği. Bu, ondalık basamağı bir kaydırmanın sonucudur. 0,005 m³ hacimli cisim suda $1000 \cdot 0{,}005 \cdot 10 = 50$ N kaldırma kuvveti görürdü; ölçülen ise yalnız 5 N’dur.
15. sorunun çözümü
Görünen ağırlıktaki azalma kaldırma kuvvetidir: $F_k = 50 - 30 = 20$ N.
- Havada dinamometre cismin gerçek ağırlığını gösterir: $G = 50$ N.
- Suda cisme yukarı yönlü kaldırma kuvveti de etki eder; dinamometre yalnız aradaki farkı taşır: $G_{görünen} = G - F_k$.
- Bağıntıyı kaldırma kuvveti için düzenleyelim: $F_k = G - G_{görünen} = 50 - 30 = 20$ N.
- Denetleyelim: suda cisme aşağı 50 N ağırlık, yukarı 20 N kaldırma kuvveti ve 30 N dinamometre kuvveti etki eder; $20 + 30 = 50$, denge sağlanıyor ✓.
Sık yapılan hata: "30" seçeneği. Bu, suda okunan değerdir, yani görünen ağırlıktır. Kaldırma kuvveti dinamometrenin gösterdiği değer değil, havadaki ve sudaki okumalar arasındaki farktır.
16. sorunun çözümü
Cisim sıvıdan daha yoğunsa batar; tablodaki boşluğa "Cisim sıvıdan daha yoğun" gelir.
- Tablodaki mantık: cisim sıvıdan az yoğunsa yüzer, yoğunluklar eşitse askıda kalır.
- Cisim tümüyle battığında kaldırma kuvveti en büyük değerine ulaşır: $F_k = d_{sıvı} \cdot V \cdot g$. Ağırlık ise $G = d_{cisim} \cdot V \cdot g$.
- $d_{cisim} > d_{sıvı}$ ise $G > F_k$ olur; en büyük kaldırma kuvveti bile ağırlığı dengeleyemez ve cisim dibe iner.
- Denetleyelim: sıra yoğunluk artışına göre tamamlandı — az yoğun yüzer, eşit askıda, fazla yoğun batar ✓.
Sık yapılan hata: "Yoğunluklar eşit" seçeneği. Eşit yoğunluk tablonun askıda kalma satırıdır; bu durumda tümüyle batan cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir, cisim ne yükselir ne dibe iner. Batma için cismin daha yoğun olması gerekir.
17. sorunun çözümü
Yüzen buzun ağırlığı, yerini aldığı suyun ağırlığına eşittir. Eridiğinde tam olarak o kadar su oluşur; seviye değişmez. Deniz buzunun erimesinin seviyeyi doğrudan yükseltmemesinin nedeni de budur.
- Yüzen cisimde kaldırma kuvveti ağırlığa eşittir.
- Yer değiştirilen suyun ağırlığı buzun ağırlığı kadardır.
- Eriyen buz tam o hacmi doldurur.
18. sorunun çözümü
Gemi, gövdesindeki büyük hava boşlukları sayesinde ortalama yoğunluğu sudan küçük olduğu için yüzer.
- Yüzmeyi belirleyen malzemenin yoğunluğu değil, cismin toplam kütlesinin toplam hacmine oranı, yani ortalama yoğunluğudur.
- Çelik levhalardan yapılan gövdenin içi büyük ölçüde havayla doludur; hava kütleyi pek artırmadan hacmi çok büyütür.
- Toplam kütle / toplam hacim oranı suyun yoğunluğunun altına iner; gemi, ağırlığına eşit suyu yerinden çıkaracak kadar batıp dengeye gelir.
- Denetleyelim: aynı çelik ezilip küçük bir topa dönüştürülse hava boşluğu kalmaz, ortalama yoğunluk çeliğinkine çıkar ve top batar ✓.
Sık yapılan hata: "Çeliğin suda hafiflemesi" seçeneği. Çeliğin yoğunluğu (yaklaşık 7,8 g/cm³) suya girince değişmez. Görünen ağırlığın azalması her batan cisimde olur, ama tek başına yüzdürmez; belirleyici olan gövdenin içindeki havadır.
19. sorunun çözümü
Taşan sıvının ağırlığı, Arşimet ilkesi gereği cisme etki eden kaldırma kuvvetine eşittir.
- Kap ağzına kadar dolu olduğu için cismin yerini aldığı sıvının tamamı dışarı taşar.
- Taşan sıvının hacmi cismin batan hacmine eşittir; kütlesi $d_{sıvı} \cdot V_{batan}$ olur.
- Bu sıvı tartıldığında bulunan ağırlık $d_{sıvı} \cdot V_{batan} \cdot g$, yani kaldırma kuvvetinin ta kendisidir.
- Denetleyelim: aynı cismin havada ve sıvıda dinamometreyle ölçülen ağırlık farkı, taşan sıvının ağırlığıyla aynı çıkar ✓.
Sık yapılan hata: "Cismin hacmini verir" seçeneği. Ölçülen şey taşan sıvının AĞIRLIĞIdır ve bu kaldırma kuvvetidir. Taşan sıvının hacmi de ancak cisim tümüyle batmışsa cismin hacmine eşit olur; yüzen cisimde yalnız batan kısmın hacmini verir.
20. sorunun çözümü
Batan hacim aynı olduğundan yoğunluğu büyük olan suda kaldırma kuvveti daha büyüktür.
- Cisim aynı ve iki kapta da tümüyle batmış: $V_{batan}$ iki durumda eşittir; $g$ de aynıdır.
- $F_k = d \cdot V \cdot g$ bağıntısında geriye değişen tek büyüklük sıvının yoğunluğu kalır.
- Suyun yoğunluğu yağınkinden büyük olduğu için $F_{su} > F_{yağ}$ olur; oran doğrudan yoğunluk oranına eşittir.
- Denetleyelim: aynı cisim dinamometreye asılıp önce yağa, sonra suya batırılsa suda daha küçük bir değer okunur; bu, suda kaldırma kuvvetinin büyük olduğunu gösterir ✓.
Sık yapılan hata: "Eşittir" seçeneği. Aynı cisim ve aynı batan hacim kuvvetleri eşit göstermeye yetmez; bağıntıda sıvı yoğunluğu da vardır. Aynı hacimde su yağdan daha ağır olduğu için yerinden çıkan suyun ağırlığı da büyüktür.