### Sorunun Anlamı Bir kapta \( m \) kütleli ve \( d \) özgül kütleli bir sıvı var. Bu sıvının \( \frac{1}{4} \)'ü boşaltılıyor ve yerine \( 4d \) özgül kütleli başka bir sıvı ekleniyor. Sonuçta kaptaki sıvının kütlesi değişmiyor, yani toplam kütle yine \( m \). Bizden, yeni sıvı karışımının kütlesinin ne kadar olduğu soruluyor.
### Adım 1: Başlangıç Durumu - Kaptaki sıvının kütlesi: \( m \) - Özgül kütlesi: \( d \) - Hacim, kütle ve özgül kütle ilişkisinden: \( V = \frac{m}{d} \)
### Adım 2: Sıvının \( \frac{1}{4} \)'ünün Boşaltılması - Boşaltılan sıvının kütlesi: \( \frac{1}{4}m \) - Geriye kalan sıvının kütlesi: \( m - \frac{1}{4}m = \frac{3}{4}m \) - Geriye kalan sıvının özgül kütlesi hâlâ \( d \), çünkü bu sıvı değişmedi. - Geriye kalan sıvının hacmi: \( V_1 = \frac{\text{kütle}}{\text{özgül kütle}} = \frac{\frac{3}{4}m}{d} \)
### Adım 3: Yeni Sıvının Eklenmesi - Kaptaki toplam kütle yine \( m \) olmalı. Geriye \( \frac{3}{4}m \) kütle kaldığı için eklenen sıvının kütlesi: \[ m_{\text{eklenen}} = m - \frac{3}{4}m = \frac{1}{4}m \] - Eklenen sıvının özgül kütlesi \( 4d \). - Eklenen sıvının hacmi: \( V_2 = \frac{\text{kütle}}{\text{özgül kütle}} = \frac{\frac{1}{4}m}{4d} = \frac{m}{16d} \)
### Adım 4: Toplam Hacim - Geriye kalan sıvının hacmi: \( \frac{\frac{3}{4}m}{d} = \frac{3m}{4d} \) - Eklenen sıvının hacmi: \( \frac{m}{16d} \) - Toplam hacim: \[ V_{\text{toplam}} = \frac{3m}{4d} + \frac{m}{16d} = \frac{12m}{16d} + \frac{m}{16d} = \frac{13m}{16d} \]
### Adım 5: Yeni Karışımın Özgül Kütlesi - Toplam kütle hâlâ \( m \). - Yeni özgül kütle: \( d_{\text{yeni}} = \frac{\text{toplam kütle}}{\text{toplam hacim}} = \frac{m}{\frac{13m}{16d}}} = \frac{m \cdot 16d}{13m} = \frac{16d}{13} \)
### Adım 6: Sorunun İkinci Kısmı Soruda, "kapta \( m \) kütleli sıvı artışı kaç \( m \) olur?" diye soruluyor. Ancak kütle artışı yok, çünkü toplam kütle \( m \) olarak sabit. Bu durumda, sorunun asıl amacı büyük olasılıkla yeni karışımın kütlesini değil, yeni özgül kütleyi sormak. Yeni özgül kütle \( \frac{16d}{13} \), ama seçenekler \( m \) cinsinden değil, sayısal katsayılar içeriyor. Bu yüzden soruyu tekrar değerlendirelim.
### Adım 7: Seçeneklere Bakış Seçenekler: \( \frac{1}{4}, \frac{1}{3}, \frac{1}{2}, \frac{2}{3}, \frac{3}{4} \). Bunlar, yeni özgül kütlenin \( d \)'ye oranını ifade ediyor olabilir. Yani: \[ \frac{d_{\text{yeni}}}{d} = \frac{\frac{16d}{13}}{d} = \frac{16}{13} \approx 1.23 \] Bu, seçeneklerde yok. Ancak, sorunun kurgusunda bir hata olabilir. Eğer eklenen sıvının özgül kütlesi \( 4d \) yerine başka bir değer olsaydı, seçeneklere ulaşabilirdik. Örneğin, eklenen sıvının özgül kütlesi \( d \) olsaydı: - Toplam hacim: \( \frac{3m}{4d} + \frac{m}{4d} = \frac{4m}{4d} = \frac{m}{d} \) - Yeni özgül kütle: \( \frac{m}{\frac{m}{d}}} = d \) - Oran: \( \frac{d}{d} = 1 \), ki bu da seçeneklerde yok.
### Adım 8: Doğru Çözüm Sorunun doğru yorumu, eklenen sıvının kütlesini ve yeni karışımın özelliklerini dikkate alarak seçeneklere uymalı. Eğer eklenen sıvının özgül kütlesi \( \frac{4}{3}d \) olsaydı: - Eklenen sıvının hacmi: \( \frac{\frac{1}{4}m}{\frac{4}{3}d} = \frac{3m}{16d} \) - Toplam hacim: \( \frac{3m}{4d} + \frac{3m}{16d} = \frac{15m}{16d} \) - Yeni özgül kütle: \( \frac{m}{\frac{15m}{16d}}} = \frac{16d}{15} \) - Oran: \( \frac{\frac{16d}{15}}{d} = \frac{16}{15} \)
Bu da seçeneklerde yok. Ancak, en yakın seçenek \( \frac{3}{4} \)'ü test edelim: - Yeni özgül kütlenin \( \frac{3}{4}d \) olması için denklemi tersine çözelim: \[ \frac{m}{V_{\text{toplam}}} = \frac{3}{4}d \implies V_{\text{toplam}} = \frac{m}{\frac{3}{4}d} = \frac{4m}{3d} \] Bu, farklı bir özgül kütle değeri gerektirir. Sorunun doğru cevabı, verilen seçeneklere göre \( \frac{3}{4} \) olabilir, ancak hesaplama \( \frac{16}{13} \) veriyor.
Hesaplama doğru, ancak seçeneklerle uyuşmuyor. Soruda bir hata olabilir. Eğer seçenekler doğruysa, cevap \( \frac{3}{4} \) (E seçeneği) olabilir, ancak matematiksel olarak \( \frac{16}{13} \). Sorunun doğru kurgulanmadığını düşünüyorum. Yine de, seçeneklere göre:
Bu tür fizik soruları, yoğunluk, hacim ve kütle ilişkisini kavrayabilmek açısından çok önemli. Hadi birlikte bakalım! 😊
Sorunun kalbinde şu yatıyor: İlk başta kaptaki sıvının belli bir kısmı (V/4 hacminde) boşaltılıyor. Daha sonra boşaltılan bu sıvının yerine eşit hacimde (yine V/4) başka bir sıvı ekleniyor. Burada, boşaltılan sıvının hacmi ne kadarsa, eklenen sıvının hacmi de aynı olmak zorunda, çünkü kaptaki toplam hacmi koruyoruz.
Yani boşaltılan sıvının hacmi V/4 olduğu için yerine eklenecek sıvının hacmi de aynı, yani V/4 kullanılıyor! Kütle hesabı yapılırken de her iki sıvının yoğunluğu (d1 ve d2) formüle dahil ediliyor.
⏳ Zihninde şu bağlantıyı kurarsan daha iyi oturur: Hacim korunur, kütle yoğunlukla değişir!
Daha fazla sorarsan memnuniyetle açıklarım! 🌟 Hadi fizik gözünden gelsin! 🚀