Suda yüzen ancak yağda batan bir cisim vardır. Bu cisim suda yüzerken yağ, yavaşça suyun üstüne dökülüyor. Kap tamamen dolduğunda cismin sıvılar içindeki denge durumu nasıl olur. Şekil üzerinde gösteriniz (Su ve yağ bir birine karışmıyor).
Bu sorunun cevabını, web arama sonuçlarından birinde bulabilirsiniz. Buna göre, kap tamamen dolduğunda cismin sıvılar içindeki denge durumu şöyle olur:
-
Cisim, su ve yağ arasında askıda kalır. Bu demektir ki, cismin bir kısmı suyun içinde, bir kısmı da yağın içinde kalır.
-
Cismin askıda kalmasının nedeni, cisme etki eden kaldırma kuvvetinin, cisme etki eden ağırlık kuvvetine eşit olmasıdır. Yani, Fk=Fa.
-
Kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşittir. Bu da, kaldırma kuvvetinin cismin batan hacmi ve sıvının özkütlesi ile doğru orantılı olduğu anlamına gelir. Yani, Fk=ρgV.
-
Cismin özkütlesi, suyun özkütlesinden büyük, yağın özkütlesinden küçüktür. Bu nedenle, cisim suda batar, yağda yüzer.
-
Cisim suda battıkça, yer değiştirdiği suyun ağırlığı artar. Bu da, kaldırma kuvvetinin artmasına neden olur.
-
Cisim yağda yüzdükçe, yer değiştirdiği yağın ağırlığı azalır. Bu da, kaldırma kuvvetinin azalmasına neden olur.
-
Bir noktada, cisme etki eden kaldırma kuvveti ile ağırlık kuvveti eşitlenir. Bu noktada, cisim askıda kalır.
Şekil üzerinde göstermek istersek, şöyle bir grafik çizebilirim:
