Suyun Kaldırma Kuvveti

Suyun Kaldırma Kuvveti Hakkında Bilgiler,Archimadas yüzen cisimler isimli eserinde şu prensibi ortaya koymuştur.Bir sıvının veya gazın içine batırılmış bir cisim, batan bölümünün hacmi kadar yukarıya doğru itilir.

Sıvıların Kaldırma Kuvveti Nedir? Nelere Bağlıdır

Cismi kaldıran bu kuvvet yer çekiminin ağırlığı da kuvvet miktarı kadar azalır.Arşimed bu prensibinden cisimlerin hacminin hesabında istifade etti.

Suyun yoğunluğu bir gram/cm3 olduğundan su içine daldırılan bir cisim hacmi kadar ağırlıkla suyu taşırır.O halde taşan suyun ağırlığı cismin hacmini verecektir.Deniz altıların çalışması Arşimed prensibinin doğruluğunu deneyler gösterdi.

Örneğin banyodan çıktıktan sonra kol ve bacaklarımızı kurşun gibi ağır hissederiz.Bunun sebebi banyo içindeyken vücudun ağırlığını hemen hemen kaybetmesi su tarafından “ kaldırılması” dır.

Her sıvı yada gaz,içine konan eşyaya kaldırma gücü uygulanır. Bir eşya bir sıvı yada gaz içine konduğu zaman iki şey olur.Eşya bir kısım sıvı yada gazın yerini değiştirir ve bir kısım ağırlığını da kaybeder.

Deneyler ise yer değiştiren sıvı veya gazın ağırlığının eşyanın ağırlık kaybına eşit olduğunu gösterir. Bir deniz altı yer değiştirdiği suyun ağırlığını safra tankları vasıtasıyla kontrol eder.Safra tankları boşken (su basınçlı havayla dışarı atılmış olarak)deniz altı kendi ağırlığındaki sudan fazlasına yer değiştirir ve bir gemi gibi denizin üstünde yüzer.

Safra tankları dolunca ağırlığı,suyun kaldırma gücünden fazla olduğu için dolar. Yada suyun içine, iple bağladığımız bir demir parçasını sarkıtarak, demiri su içinde kolaylıkla aşağı yukarı hareket ettirebiliriz fakat sudan çıkardığımız vakit demir çok daha ağırlaşmış gibi gelir.Arşimed bunun nedenini açıklamıştır.

Su gibi bir sıvı içine konulan her şeyin yukarı doğru itildiğini ve bu itme kuvvetinin yer değiştiren yani taşan sıvının ağırlığına eşit olduğunu söylemiştir. ARŞİMED PRENSİBİ Tamamı veya bir kısmı bir akışkanın (sıvı veya gaz) içine batırılan cisimlere,yukarı doğru, yönlenmiş bir kaldırma kuvveti etki eder.Bu kuvvet, cismin akışkana batmasıyla yer değiştiren akışkanın ağırlığına eşittir.

Yer değiştiren akışkanın hacmi, cismin batan kısmının hacmine eşittir.O halde hacmi (V) olan bir cisim, özgül ağırlığı (g) olan bir sıvıya tamamen batmış vaziyette ise, bu cisme etki eden kaldırma kuvveti = F=V.g olur.

Kısaca bir sıvının, bir cisme uyguladığı kaldırma kuvveti cismin taşırdığı, sıvının ağırlığına eşit olduğu için cisim ; batan hacmi kadar sıvı hacmi taşıracağından dolayı aşağıdaki grafik ortaya çıkar.Cisim ağırlığı  sıvının kaldırma kuvvetinden büyük ise cisim batar.

Bu durumda cismin özgül ağırlığı (g’) sıvının özgül ağırlığından büyüktür. G G> F, g’>g Cismin ağırlığı, sıvının kaldırma kuvvetine eşit ise,cisim sıvının içinde her yerde dengede özgül ağırlığına eşittir.

G=F , g’=g Özgül ağırlığı, sıvının özgül ağırlığından ufak olan cisimler ise bir kısmı batmış vaziyette yüzerler.Batan kısmın hacmi (V8) ile gösterilse F = VB g olur.Yüzen cisimler denge halinde olduklarından F=G ‘ dir. F=G ,Arşimet tarafından farkedilen ve ileri sürülen bir ilkeyle, suyun kaldırma kuvveti açıklığa kavuşmuştur. Su kendi yoğunluğundan da az yoğunluğa sahip olan cisimleri, yüzeyine doğru itmektedir.

Yoğunluk farklılıklarından ortaya çıkan itme kuvveti etkisiyle cisim yüzmeye başlar. Burada her ne kadar gemi ve deniz mühendisliğinin alanına girdiğinden, örnek su olarak alınmışsa da bu ilke sıvılar için genel kuraldır.

Yoğunluk karşılaştırması basit şekilde söyle yapılabilir: Elinize alacağınız bir kabı taşana kadar doldurun. Tabi önce o kabı da ondan daha büyük olan başka bir kaba koyun.

Sonrada yüzebilecek herhangi bir cismi kaba atın. Büyük kapta biriken taşma suyu, varsa bir ölçekle (çamaşır makinesi toz ölcüsü veya ölçekli şu sürahisi de olur) hacmini, bir teraziylede ağırlığını ölcün.

Sonra bir bölme işlemiyle ağırlığını, hacme bölün. Bulduğunuz o rakam kabaca o cismin yoğunluğunu verir. Bu sayı birden küçükse kaba attığınız çisim şu an suda yüzüyor durumdadır.

Birden büyükse suya batmıştır. Anlaşılacağı gibi içme suyu kullandığımız düşünülmüştür ve içme suyunun yoğunluğu 1’dir.

Aslında bu doğal olay yüzmenin de nasıl gerçekleştiğini ortaya koyar. Arşimet bu deneyi aynı büyüklükteki iki altın parçayı terazinin iki koluna bağlayıp birini suya batırarak yapmıştır.

Yukarıda açıklanan kendi bulduğu yöntemle altınların ikişide gerçekse yoğunluklarının aynı kalacağını, biri farklı karışımlardan oluşan altınsa yoğunluk farkıyla ortaya çıkacağını ileri sürmüş ve kanıtlamıştır.

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir