Cevaplar

2012-12-23T16:12:33+02:00

cisim batarsa sıvının yoğunluğu küçüktür.

0
2012-12-23T16:12:45+02:00

1. KALDIRMA KUVVETİ 
İnsanoğlu su içinde yüzen bir tahta parçasını örnek alarak sal yapmayı uzun yıllar 
önce başarmış. Ancak su içinde neden tüm cisimlerin yüzemediğini Archimedes 
(Arşimet)’in kaldırma kuvvetiyle ilgili keşfine kadar açıklayamamış. Bundan 2200 yıl önce yaşamış olan Archimedes bir gün banyo yapmak için hamama gider. 
Ağzına kadar su dolu bir küvete girdiğinde küvetin kenarından taşan suyu fark eder. Kendi vücudunun küvet içinde kalan kısmının hacmiyle taşan suyun ağırlığı arasında bir ilişki olabileceğini fark eder. Bulduğu ilişki onu o kadar heyecanlandırır ki “Eureka! Eureka! (Buldum! Buldum!)” diye bağırarak kıyafetini bile giymeden hamamdan dışarı fırlar. 
Archimedes, keşfiyle “Bir cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin yerini değiştirdiği sıvının ağırlığı kadardır.” sonucuna ulaşmıştır. Arşimet Prensibi olarak adlandırılan bu ifadeye göre bir cismin SIVI içinde veya yüzeyinde yüzebilmesi için ağırlığıyla eşit ağırlıktaki sıvının yerini değiştirmesi gerekir. Bu durumda SIVI içinde batan bir maddenin ağırlığı değiştirilmemek kaydıyla hacmi artırılırsa ağırlığıyla eşit ağırlıktaki sıvının yerini değiştirmesi sağlanabilir ve sıvı içinde yüzdürülebilir. Tonluk gemilerin su içinde yüzmesi de bu şekilde sağlanır. 

Eğer bir demir külçesini su içine atarsanız suyun dibine batar çünkü yerini değiştirdiği sıvının ağırlığı kendi ağırlığından küçüktür. Bu külçeyi işleyerek içinde boşluk olan bir küre haline getirirseniz ağırlığı aynı kalmasına rağmen hacmi artacağı için ağırlığı kadar ağırlıkta sıvının yerini değiştirebilir ve su içinde askıda kalabilir. Küreyi daha da işleyerek içindeki boşluğun hacmini artırırsanız kürenin ağırlığını değiştirmeden hacmini daha da artırmış olacaksınız. Bu durumda kürenin bir kısmı suyun içine batarak ağırlığı kadar ağırlıkta suyun yerini değiştirebilecek ve küre su yüzeyinde yüzebilecektir. 
Benzer şekilde içi boş bir şişe su yüzeyinde yüzebiliyorken bir miktar su ile doldurulduğunda su içinde askıda kalabilir. Tamamen su ile doldurulduğunda ise suyun dibine iner. Denizaltıların su içinde kontrollü şekilde farklı derinliklerde yüzebilmeleri ve istendiği zaman su yüzeyine çıkabilmeleri de bu şekilde gerçekleşir. Denizaltılar su tanklarını suyla doldurarak deniz içinde aşağı doğru inebilir su tanklarındaki suyu boşaltarak su yüzeyine çıkabilirler. Timsahlar daha derinlere dalabilmek için taş yutarken, balinalar yuttukları suyu burun deliklerinden dışarı fışkırtırken su yüzeyine çıkarlar.

Archimedes’in keşfettiği kaldırma kuvvetiyle ilgili ilkeler tüm sıvı ve gaz akışkan ortamlar için geçerlidir. Buna göre havanın da cisimlere kaldırma kuvveti uyguladığı ve uygulandığı kaldırma kuvvetinin büyüklüğünün cismin hava içinde ilerlerken yerini değiştirdiği havanın ağırlığına eşit olduğu sonucuna ulaşılabilir.

Sıvıların Kaldırma Kuvveti 
Gemilerin, balıkların hatta insanların su içerisinde yüzebilmeleri sıvıların kaldırma kuvveti sayesinde gerçekleşir. Ağır bir kaya parçasını havada taşımak mı? su içerisinde taşımak mı daha kolaydır. Kaldırma kuvveti cisimlerin hava ortamında ve su ortamında ölçülen ağırlıklarının farklı olmasına neden olur 
Bir cismin dinamometre yardımıyla havadaki ve sıvı içindeki ağırlığını ölçersek dinamometrenin gösterdiği değerin değiştiğini görürüz. Sizce cisim havada mı, yoksa sıvı içinde mi daha ağırdır?

Sıvı içerisine bırakılan bir cisme sıvı tarafından yukarı doğru kaldırma kuvveti uygulanır. Kaldırma kuvveti yerkürenin cisme uyguladığı yer çekimi kuvvetine ters yönde olduğu için yer çekiminin etkisini azaltır. Bu nedenle bir cismin sıvı içindeki ağırlığı havadaki ağırlığından küçüktür ve bu iki ağırlık arasındaki fark kaldırma kuvvetine eşittir. 
Kaldırma kuvveti = Havadaki ağırlık — Sıvıdaki ağırlık

Sıvı içerisine bırakılan cisme sıvı basıncından dolayı şekilde görüldüğü gibi farklı yönlerde basınç kuvveti etki eder. Sıvı basıncı derinliklere inildikçe arttığı için cismin alt yüzeyine etki eden basınç kuvveti üst yüzeyine etki eden basınç kuvvetinden fazla olur. İşte cisme etki eden bu basınç kuvvetlerinin bileşkesi kaldırma kuvvetini oluşturur. Bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin cismin yerini değiştirdiği sıvının ağırlığı kadardır.

Kaldırma kuvveti = Yer değiştiren sıvının ağırlığı 


Cisme etki eden kaldırma kuvveti nelere bağlıdır? Denizde yüzen gemilerin taşıdıkları yük miktarı artınca batan kısımlarının hacminin de arttığını farkettiniz mi? Tuzlu suda yüzen bir kayık tatlı suya bırakıldığına batan kısmının hacimde bir değişiklik olabilir mi?

Gemilerin yük miktarları arttıkça batan kısımlarının hacimleri de artar. Böylelikle kaldırma kuvveti artarak geminin artan ağırlığını dengeler.

Kaldırma kuvveti sıvının yoğunluğuna bağlıdır. Sıvının yoğunluğu arttıkça kaldırma kuvveti artar. 
Kaldırma kuvveti cismin batan kısmının hacmine bağlıdır. Cismin batan kısmının hacmi arttıkça kaldırma kuvveti artar. 
Kaldırma kuvveti cismin şekline ya da sıvının miktarına bağlı değildir.

0