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=Vbatanhacim.r=Vbatanhacim.d.g

Sıvı içine bırakılan bir cisme aynı anda iki kuvvet etki eder:

G=Cismin ağırlığı G=V.dcisim.g
F=Sıvının kaldırma kuvveti F=V.dsıvı.g

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.
V.dc.g=Vbatan.ds.g
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 ve 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 bağlanmış olsun.

T1=G-F ve T2=F-G olur.

T ip gerilmesini değiştirmek için F kaldırma kuvvetini değiştirmek gerekir. F’yi değiştirmek için
1. Kaptan biraz sıvı dökerek cisimlerin bir kısmının sıvı dışına çıkmasını sağlamak gerekir.Bu durumda cismin sıvı içindeki hacmi azaltılmış olur.Veya;
2. Kaptaki 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;
1. Sıvının özkütlesi değiştirilmelidir,veya;
2. Sıvının balona yaptığı basınç değiştirilmelidir.Basınç artarsa, balon da içindeki havanın basıncını artırmak için hacmini azaltmak zorunda kalır.

SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ VE KULLANILDIĞI YERLER
Sıvıların Kaldırma Kuvveti Nedir?
Sıvıların içine batırılan cisimler,yukarıya doğru itilirler ve ağırlıklarından kaybederler. Bunun nedeni sıvıların kaldırma kuvvetidir.Kaldırma kuvvetinin varlığı, Arşimet adlı bilim adamı tarafından bulunmuştur.
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 her zaman uyguladığı kaldırma kuvveti 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 itilir.Ünlü bir deneyde Arşimet,aynı kütledeki altın bir taç ile bir altın külçesinin taşıracakları 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 batıralım.Elimizi aşağıdan yukarıya doğru iten bir kuvvet hissederiz.Denizde yüzerken de bizi suyun yüzeyine iten bir kuvvet vardır.Çok büyük kütleli ve boyutlu gemiler bile suda Arşimet prensibi sayesinde yüzerler.Bütün bu örnekler bizlere,sıvıların bir kaldırma kuvveti olduğunu gösterir.Bu 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 zengindirler.Kayık,kaldırma kuvvetinden yararlanılarak yapılmış olduğu için kayık kullanan bir kısım balıkçılar hem geçimlerini sağlamak hem de insanların besin ihtiyacını karşılamak için bu yola başvururlar.Yine aynı şekilde, kaldırma kuvvetinden yararlanılarak yapılan bir spor da raftingdir. Her yıl binlerce turist ülkemize gelerek bu sporla ilgilenir.Turistlerin bu konudaki ilgi alanları bununla sınırlı kalmaz.

Günümüzün yaygın sporlarından Jet-Ski,Sörf,Yelkenli turistlerin ilgi odağı olmuştur. Kaldırma kuvvetini kullanıldığı bir diğer alan ise taşımacılıktır.Kıbrıs, bir ada olması bakımından oraya yapılan gezilerde su yolu kullanılmaktadır.Ülkemizde bulunan Keban Gölü'nde bile iki köy arasında gidip gelmek için kayıkla veya sallar ile ulaşım gerçekleşir.Her gün binlerce İstanbullu öğrenci Anadolu ve Avrupa yakasına varabilmek, okullarına ulaşabilmek için (köprü 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 taşır. Kaldırma 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 istemişlerdir.Bunun için de su yolunu kullanmışlar, dolayısıyla da suyun kaldırma kuvvetinden yararlanmışlardır.Bu şekilde ticaretlerini geliştirerek dünyanın sayılı ülkeleri haline gelmek istemişlerdir.İşte Arşimet'in bulduğu kaldırma kuvvetinden birçok devlet belki de bu prensibi bilmeden ondan yararlanmıştır.
Sonuç olarak; suyun böyle bir farkında olmasaydık hayat bizim için belki de çok zor olacaktı. Unutmayalım ki,şu anda yüzüp,denizde seyahat ediyorsak, bunlar Arşimet'in kaldırma kuvvetini bulması ile olmuştur.Bu yüzden bu prensibi en iyi şekilde kullanarak onu geliştirmeye çalışmalıyız.