Arşimet Prensibi / Sivilarin Kaldirma Kuvveti

SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ

Sıvı içinde bulunan bir cisim sıvı tarafından yukarıya doğru itilir Bu itme kuvveti, sıvının kaldırma kuvveti olup cismin sıvı içinde kapladığı hacim kadar hacimdeki sıvının ağırlığıdır

F=Vbatanhacimr=Vbatanhacimdg

Sıvı içine bırakılan bir cisme aynı anda iki kuvvet etki eder:
G=Cismin ağırlığı G=Vdcisimg
F=Sıvının kaldırma kuvveti F=Vdsıvıg

Yüzme Ve Batma Koşulları

I) G>F ise; dc>ds olur Bu durumda cisim batar
II) G=F ise; dc=ds olur Bu durumda cisim sıvı içinde nereye bırakılırsa orada kalır
III) G<F ise; dc<ds olur Bu durumda cisim sıvı içinde yukarıya yükselmeye başlar Cismin bir kısmı sıvı dışına çıkınca cisim dengeye gelir
Bu durumda: G=F olur
Vdcg=Vbatandsg
dc/ds=Vbatan/V=batma miktarı olur
Örneğin, eğer cismin özkütlesi 1g/cm3 , sıvının özkütlesi 3g/cm3 ise cismin hacminin 1/3 ü sıvı içine girer
Bir cismin bir kısmı veya tamamı sıvı içinde ise ancak cisim batmamışsa daima cismin ağırlığı sıvının kaldırma kuvvetine eşit alınır
Aynı cisim farklı sıvılarda şekillerdeki konumlarda dengede ise farklı sıvılar cismi daima aynı kuvvetle kaldırır
İki cisim bir sıvıda dengede ise GX+GY=F olur
Bir cisim, birbirine karışmayan X ev Y gibi iki sıvı içinde dengede ise G=FX+FY olur
Cismin hacminin yarısı X,diğer yarısı Y sıvısı içinde ise dcisim=(dX+dY)/2 olur
Serbest bırakıldığında sıvıda batabilecek olan bir cisim iple bağlanarak sıvıya daldırılmış olsun İpteki T gerilme kuvveti T=G-F olur Bu durumda kap G-T=F kadar ağırlaşmış olur
Esnek olmayan cisimler iple şekildeki gibi bağlanmış olsun

T1=G-F ve T2=F-G olur
T
ip gerilmesini değiştirmek için F kaldırma kuvvetini değiştirmek gerekir F’yi değiştirmek için
1Kaptan biraz sıvı dökerek cisimlerin bir kısmının sıvı dışına çıkmasını sağlamak gerekirBu durumda cismin sıvı içindeki hacmi azaltılmış olurVeya;
2Kaptaki sıvının özkütlesini değiştirmek gerekir

İçi hava dolu esnek balon iple kabın tabanına bağlı olsun Bu durumda T=F-G olur İpteki gerilme kuvvetini değiştirmek için F kaldırma kuvvetini değiştirmek gerekir F’yi değiştirmek için;
1Sıvının özkütlesini değiştirilmelidirVeya;
2Sıvının balona yaptığı basınç değiştirilmelidirBasın artarsa,balonda içindeki havanın basıncını artırma için hacmini azaltmak zorunda kalır



SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ
VE
KULLANILDIĞI YERLER




• Sıvıların Kaldırma Kuvveti Nedir?
Sıvıların içine batırılan cisimler,yukarıya doğru itilirler ve ağırlıklarından kaybederlerBunun nedeni sıvıların kaldırma kuvvetidirKaldırma kuvvetinin varlığı ,Arşimet adlı bilim adamı
tarafından bulunmuştur

(şekil-1-Kaldırma kuvvetinin cisme etkisi)

Bütün sıvılar içlerinde bulunan maddeye kaldırma kuvveti uygularlar Bu kuvvet cismin akışkan içindeki hacmine ve akışkanın yoğunluğuna bağlıdır Sıvı ne kadar yoğunsa uygulanan kaldırma kuvveti de o kadar fazladır Bu yüzden suyun kaldırma kuvvetini suya girdiğimizde hissederiz ama havanın bize herzaman uyguladığı kaldırma kuvvetini ,çok az olduğundan dolayı hissedemeyiz Bu bağlamda da sıvıların kaldırma kuvvetinin yoğunluğa da bağlı olduğunu söyleyebiliriz

• Arşimet Prensibi:
Bir sıvı içindeki katı cisim,taşırdığı sıvının ağırlığına eşit bir kuvvet ile yukarıya itilirÜnlü bir deneyde Arşimet,aynı kütledeki altın bir taç ile bir altın külçesinin taşıracakalrı su miktarlarının aynı olması gerektiğini ileri sürmüş ve dediği çıkmayınca tacın altın olup olmadığını anlamıştır
• Kullanıldığı Yerler:
Arşimet prensibi,cisimlerin kendi ağırlıklarının bulunmasında kullanılır
Parmaklarımızı bitiştirip içi su dolu bir kaba batıralımElimizi aşağıdan yukarıya doğru iten bir kuvvet hissederizDenizde yüzerken de bizi suyun yüzeyine iten bir kuvvet vardırÇok büyük kütleli ve boyutlu gemiler bile suda Arşimet prensibi sayesinde yüzerlerBütün bu örnekler bizlere,sıvıların bir kaldırma kuvveti olduğunu gösterirBu kaldırma kuvvetinin kullanıldığı alanlar ise oldukça fazladır
İnsanların yiyecek ihtiyacından tutun da,turistik faaliyetler için bile şu anda suyun kaldırma kuvvetinden yararlanılmaktadır:
Bazı bölgelerde bulunan baraj gölleri,balık bakımından zengindirlerKayık,kaldırma kuvvetinden yararlanılarak yapılmış olduğu için kayık kullanan bir kısım balıkçılar hem geçimlerini sağlamak hem de insanların besin ihitiyacını karşılamak için bu yola başvurularYine aynı şekilde, kaldırma kuvvetinden yararlanılarak yapılan bir spor da raftingdirHer yıl binlerce turist ülkemize gelerek bu sporla ilgilenirlerTuristlerin bu konudaki ilgi alanları bununla sınırlı kalmazGünümüzün yaygın sporlarından Jet-Ski,Sörf,Yelkenli ; turistlerin ilgi odağı olmuştur
Kaldırma kuvvetini kullanıldığı bir diğer alan ise taşımacılıktırKıbrıs'ın bir ada olması bakımından oraya yapılan gezilerde su yolu kullanılmaktadırÜlkemizde bulunan Keban Gölü'nde bile iki köy arasında gidip gelmek için kayıkla veya sallar ile ulaşım gerçekleşirHer gün binlerce İstanbullu öğrenci Anadolu ve Avrupa yakasına varabilmek,okullarına ulaşabilmek için(köGoogle Page Rankingü olmasına rağmen)ucuz ve rahat olduğu için deniz yolunu tercih etmektedirler

Toprakları deniz kıyısında bulunan ülkeler için su ve su yolları savunma bakımından büyük önem taşırKaldırma kuvveti ile su üzerinde durabilen binlerce tonluk savaş gemileri yapılarak ülkeler arası güvenlik sağlanır
Osmanlı Devleti zamanında bir çok devlet sıcak denizlere açılıp ticaret yapmak istemişlerdirBunun için de su yolunu kullanmışlar ,dolayısıyla da suyun kaldırma kuvvetinden yararlanmışlardırBu şekilde ticaretlerini geliştirerek dünyanın sayılı ülkeleri haline gelmek istemişlerdirİşte Arşimet'in bulduğu kaldırma kuvvetinden birçok devlet belki de bu prensibi bilmeden ondan yararlanmışlardır
Sonuç olarak;suyun böyle bir özelliğinin farkında olmasaydık hayat bizim için belki de çok zor
olacaktıUnutmayalım ki,şu anda yüzüp,denizde seyahat ediyorsak, bunlarArşimet'in sayesinde olmuşturBu yüzden bu bilim adamının kıymetini bilmeli,prenisibini en iyi şekilde kullanarak onu geliştirmeye çalışmalıyız