Hakkında Bilgi

Sıvıların Kaldırma Kuvveti

Sıvıların kaldırma kuvveti
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. Yeri değişen sıvının hacmi, cismin batan kısmının hacmine eşit olduğundan, kaldırma kuvveti.

Fkaldırma = Vbatan . dsıvı . g bağıntısı ile hesaplanır.

Cisimlere uygulanan sıvı kaldırma kuvveti sıvının öz kütlesine bağlıdır. Yukarıdaki şekillerde de görüldüğü gibi aynı cismin farklı sıvılardaki konumları farklı olabilmektedir.

Sıvı içindeki serbest cisimlere ağırlık kuvveti ile kaldırma kuvveti etki eder. Bu iki kuvvet düşey doğrultuda ve zıt yönlü kuvvetlerdir. Cisimlerin sıvı içinde batmaları veya yüzmeleri yani sıvıdaki durumları bu iki kuvvetin büyüklüğüne bağlıdır.

Şekil - I de saf su içine atılan yumurta dibe batar. Suya tuz ilave edilerek karıştırıldığında yumurta Şekil - II deki gibi yüzmeye başlar. Bunun nedeni suya tuz karıştırıldığında suyun öz kütlesinin artması ve Fk = Vb . ds . g bağıntısına göre, kaldırma kuvvetinin büyümesi, dolayısıyla bileşke kuvvetin yukarı doğru olması ve yumurtayı yukarı yönde hareket ettirmesidir.

Yüzen Cisimler
Sıvıya bırakılan bir cismin hac- minin bir kısmı sıvı dışında kalacak şekilde dengede kalıyorsa bu cisme yüzen cisim denir. Cismin yüzebilmesi için öz kütlesi sıvının öz kütlesinden küçük

(dcisim < dsıvı) olmalıdır.

Yüzen cisim dengede iken cisme uygulanan kaldırma kuvveti ile cismin ağırlık kuvveti büyüklükçe eşit olur. Bir cisim sıvı içine iyice daldırılıp bırakılırsa tekrar bir kısmı sıvı dışında olacak şekilde yüzer. Böyle yüzen cisimlerde

G = Fk olduğundan

bağıntısı elde edilir. Bu bağıntıya göre cismin batan hacminin bütün hacmine oranı, cismin öz kütlesinin, sıvının öz kütlesinin oranına eşittir.



Askıda Kalan Cisimler
Şekildeki gibi hacminin tamamı sıvı içinde olacak biçimde bir yere temas etmeden dengede kalan cisimlere askıda kalan cisimler denir. Cismin askıda kalabilmesi için öz kütlesi, sıvının öz kütlesine eşit olmalıdır. (dcisim = dsıvı)

Bu durumda cisim kabın tabanına bırakılsa bile cismin tabanla irtibatı kesilir. Yani askıda kalan cisim herhangi bir yere temas etmez. Askıda kalan cisim dengede olduğu için cisme uygulanan kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir. Fk = G

Batan Cisimler
öz kütlesi sıvının öz kütlesinden büyük olan
(dcisim > dsıvı) cisimler sıvıya bırakıldığında bir engelle karşılaşıncaya kadar yoluna devam ederler. Bu tür cisimlere batan cisimler denir.

Batan cisimlerin ağırlık kuvveti cisme etki eden kaldırma kuvvetinden daha büyüktür. Fk < G

ÖZEL DURUMLAR
Bir cismin aynı sıvı içinde hacminin tamamı batmak şartıyla kaldırma kuvveti cismin sıvı içindeki derinliğine bağlı değildir.

Sıvı içine daldırılan bir cisim, havadaki ağırlığına göre, görünen ağırlığı kaldırma kuvveti kadar hafifler. Şekilde sıvı içindeki cismin görünen ağırlığı

T = G – FK dir.

Katı bir cisim kendi sıvısında yüzüyorsa, cisim eridiğinde sıvı seviyesi değişmez.
Örneğin su içinde olan buz eridiğinde, kaptaki su düzeyi değişmez.

Öz kütlesi sıvınınkinden küçük ya da sıvınınkine eşit olan cisimler, taşma seviyesine kadar olan sıvıya bırakıldıklarında ağırlıkları kadar ağırlıkta sıvı taşırırlar. Dolayısıyla kabın toplam ağırlığı değişmez. Öz kütlesi sıvınınkinden büyük olan bir cisim bırakılırsa, cisim batar ve taşan sıvının hacmi cismin hacmine eşit olmasına rağmen sıvının öz kütlesi cismin öz kütlesinden küçük olduğundan kap ağırlaşır.

Sıvıların Kaldırma Kuvveti
Deniz, göl ve akarsularda büyüklükleri ve cinsleri birbirinden farklı olan pek çok cisim görürüz. Bu cisimlerin kimi su yüzeyinde yüzer, kimi su içerisinde farklı derinliklere iner, kimi de dibe batar. Cisimlerin sudaki konumlarını belirleyen etkinin cevabını 2200 yıl önce Archimedes (Arşimet) vermiştir. Rivayete göre Archimedes bir gün banyo yapmak için su dolu bir küvete girer. Küvetin kenarlarından taşan suyu görünce, bu suyun ağırlığı ile kendi vücut hacminin suda kalan kısmı arasında bir ilişki olabileceğini düşünür ve cisimlerin bir sıvıda yüzmesi ya da batmasıyla ilgili bir sonuca ulaşır.

Havada uçan balonlara, uçurtmalara, kuşlara ve uçaklara olduğu gibi suda yüzen balıklara, gemilere ve kayıklara da Dünya'nın
merkezine doğru (aşağı yönde) şekildeki gibi bir çekim kuvvetinin etki eder. Dolayısıyla cismin, sıvadaki ağırlığı havadaki ağırlığından, sıvının uyguladığı kaldırma kuvveti kadar azalmış olur. Sıvı içerisine bırakılan herhangi bir cisme görüldüğü gibi değişik yönlerde ve farklı büyüklüklerde itme kuvvetleri etki eder.

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.



Sıvıların Kaldırma Kuvveti ve 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 ihitiyacını karşılamak için bu yola başvurular.Yine aynı şekilde, kaldırma kuvvetinden yararlanılarak yapılan bir spor da raftingdir.Her yıl binlerce turist ülkemize gelerek bu sporla ilgilenirler.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'ın 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 yararlanmışlardır.

Sonuç olarak; suyun böyle bir özelliğinin farkında olmasaydık hayat bizim için belki de çok zor olacaktı. Unutmayalım ki,şu anda yüzüp,denizde seyahat ediyorsak, bunlarArşimet'in sayesinde olmuştur.Bu yüzden bu bilim adamının kıymetini bilmeli,prenisibini en iyi şekilde kullanarak onu geliştirmeye çalışmalıyız.


SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ
Cisimler ister havada ister yer yüzünde isterse suyun içinde olsun cisimler ağırlık kuvveti yerin merkezine doğrudur. Sıvıların için de de cisimlerin yerin merkezine doğru bir ağırlıkları olmasına rağmen sıvıların için de daha hafif olmalarının bir nedeni vardır. Bu da sıvıların içinde bulunan cisimlere ağırlıklarının tersi yönünde bir itme kuvveti uygulamalarındandır. Bu kuvvete kaldırma kuvveti denir.

Cisme sıvı tarafından uygulanan kaldırma kuvveti cismin havadaki ağırlığıyla sıvı içindeki ağırlığının farkına eşittir.

Kaldırma Kuvveti= Havadaki ağırlı- Sıvı içindeki ağırlık

Sıvı içinde herhangi bir yere temas etmeyen cisme iki kuvvet etki eder

1) Aşağı yönlü olan cismin ağırlık kuvveti

2) Yukarı yönlü olan sıvının kaldırma kuvveti

Cismin sıvı içindeki hareketi bu iki kuvvetin bileşkesine bağlıdır.



Sıvıların kaldırma kuvveti, Sıvıların kaldırma kuvvetleri, Sıvılarda hangi cisimler batar, Sıvılardaki kaldırma kuvveti, Kaldırma Kuvveti Nedir, Kaldırma Kuvveti Hakkında Bilgi, Sıvılardaki Kaldırma Kuvveti
Eitim ve gretim Eitim ve gretim