SUYUN KALDIRMA KUVVETİ YÜZEN Mİ BATAN MI ? ARŞİMET PRENSİBİ: Bir sıvı içindeki katı bir cismin, taşırdığı sıvının ağırlığına eşit bir batmazlık kuvveti ile yukarıya itildiğini belirtir. Ünlü bir deneyde Arşimet, aynı kütledeki altın bir taç ile bir altın külçesinin taşıracakları su miktarlarının aynı olması gerektiğini ileri sürmüş ve bunu doğrulayamayınca tacın saf altın olmadığını anlamıştır. Suyun kaldırma kuvveti, Arşimet tarafından farkedilen ve ileri sürülen bir ilkeyle, 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 de 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. Sonra da yüzebilecek herhangi bir cismi kaba atın. Büyük kapta biriken taşma suyu, varsa bir ölçekle (çamaşır makinesi toz ölcüsü veya ölçekli su sürahisi de olur) hacmini, bir teraziyle de cismin ağırlığını ölçün. Sonra bir bölme işlemiyle cismin ağırlığını, hacme bölün. Bulduğunuz o rakam kabaca o cismin yoğunluğunu verir. Bu sayı birden küçükse kaba attığınız cisim şu an suda yüzüyor durumdadır. Birden büyükse suya batmıştır. Anlaşılacağı gibi içme suyu kullandığımız düşünülmüştür ve içme suyunun yoğunluğu 1'dir. SIVI İÇİNE BIRAKILAN CİSME AYNI ANDA İKİ KUVVET ETKİ EDER: 1) YER ÇEKİMİ: Yerçekimi, evrendeki dört temel etkileşimden biridir. Diğer üç temel etkileşim elektromanyetik etkileşim (kuvvet), zayıf etkileşim (kuvvet) ve güçlü etkileşimdir. Kütleçekim, cisimlerin Dünya'nın yüzeyinde kalması, gezegenlerin yörüngelerinin olması gibi fiziksel olayların sebebidir. Kütleçekimin doğası tam anlamıyla genel görelilik kuramı ile açıklanabilmesine rağmen yerküre üzerinde veya yakın uzaydaki hesaplarda bir kuvvet olarak kabul edilebilir; Newton Mekaniği 'nde daima kuvvet olarak kabul edilir. Yer çekimi kuvvetinin, cismin kütlesine ve cismin yerin merkezine olan uzaklığına bağlıdır. Cismin kütlesi arttıkça cismin üzerindeki yerin çekim kuvveti de artar. Kütleler arasındaki çekim kuvvetiyle ilgili olarak Newton, günümüzde de geçerli olan Genel Çekim Yasası’nı bulmuştur. Bu yasaya göre, herhangi iki cisim birbirini, kütleleri çarpımıyla doğru orantılı, kütle merkezlerini birleştiren uzaklığın karesiyle ters orantılı bir kuvvetle çeker. 2 ) SIVININ KALDIRMA KUVVETİ: Sıvı içerisine kısmen veya tamamen batan cisimler sıvı tarafından yukarı doğru itilirler. Bu itme kuvveti, sıvıların cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetidir. Sıvıya batırılan bir tahta parçası yukarı çıkmak ister. Tahta parçasının tamamını batacak şekilde sıvı içinde tutabilmek için üstten bir kuvvet uygulamak gerekir. Cismi yukarı çıkmaya zorlayan kaldırma kuvveti, cisim tarafından yeri değiştirilen sıvının ağırlığına eşittir. BUZDAĞI: Özgül ağırlığı 0,9 g/cm³ olan buzdağının deniz üstünde görünen kısmının sekiz veya on katı su içindedir. Başıboş büyük denizlerde dolaşan bu buz dağlarının ağırlığı milyonlarca tonu bulur. YÜZME VE BATMA KOŞULLARI: 1)Cismin ağırlığı suyun kaldırma kuvvetinden büyük ise cisim batar. 2)Cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşit ise cisim askıda kalır. 3)Cismin ağırlığı kaldırma kuvvetinden küçük ise o zamanda cisim yüzer. KALDIRMA KUVEETİNİN KULLANILDIĞI ALANLAR 1- Cisimlerin kendi ağırlıklarının bulunması 2- Şamandıra sistemleri 3- Deniz taşıtları 4- Hidrostatik mühendisliği 5- Turistik faaliyetler