Sıvılarda Kaldırma Kuvveti nedir?

Bu konuda neler öğreneceksin?

• Sıvı basıncının derinlikle arttığını ve bağıntısını kullanır.
• Arşimet ilkesini ve kaldırma kuvvetinin büyüklüğünü açıklar.
• Bir cismin yüzüp batacağını yoğunluk karşılaştırmasıyla belirler.
• Gemi ve deniz altı araçlarının kaldırma kuvvetiyle yüzdüğünü yorumlar.
• Basınç farkının kaldırma kuvvetini nasıl oluşturduğunu hesaplar.

Anahtar fikirler

• Arşimet ilkesine göre kaldırma kuvveti, cismin yerine geçen sıvının ağırlığına eşittir.
• Sıvı basıncı derinlikle doğru orantılı artar ve yüzeyden bağımsızdır.
• Bir cisim, yoğunluğu çevresindeki sıvıdan küçükse yüzer, büyükse batar.
• Kaldırma kuvveti cismin hacmiyle doğru orantılıdır.
• Bir cismin batmadan yüzmesi için yoğunluk sıvının yoğunluğundan küçük olmalıdır.
• Gemi ve denizaltı araçlarının tasarımı kaldırma kuvvetine göre yapılır.

Konunun özeti

Bu kuvvet, Arşimet ilkesine göre cismin yerine geçen sıvının ağırlığına eşittir. Bir cismin yüzüp yüzmeyeceği, kendi yoğunluğu ile sıvının yoğunluğunun karşılaştırılmasıyla anlaşılır. Sıvının basıncı derinlikle doğru orantılı artar ve bağıntısı basınç = yoğunluk × yerçekimi × derinlik şeklindedir. Yüzme ve batma durumları bu basınç farkından doğar. Gemi ve deniz altı araçlarının tasarımı kaldırma kuvvetine göre yapılır. Kaldırma kuvveti hesabında cismin hacmi ve sıvının yoğunluğu kullanılır. Sıvının cinsi, kaldırma kuvvetini değiştirdiği için deniz ve tatlı suda aynı cismin yüzme durumu farklı olabilir. Bu konu, deniz mühendisliği ve denizaltı araçlarının tasarımında temel bilgidir.

Sık yapılan hatalar

• Kaldırma kuvvetinin cismin ağırlığına eşit olduğunu düşünmek: Kaldırma kuvveti, cismin yerine geçen sıvının ağırlığına eşittir; cismin ağırlığına eşit olsaydı denge sağlanmaz ve cisim ya yüzer ya batar.
• Sıvı basıncının yüzey şekline bağlı olduğunu sanmak: Sıvı basıncı yalnızca derinliğe ve sıvının yoğunluğuna bağlıdır; kabın biçimi ve genişliği basıncı etkilemez.
• Her cismin sıvıda yüzdüğünü düşünmek: Bir cisim yalnızca yoğunluğu çevresindeki sıvının yoğunluğundan küçükse yüzer; demir gibi yoğun cisimler suya batar.

İlgili konular

• Termodinamiğin İkinci Kanunu
• Kuantum Mekaniği ve Belirsizlik
• Katıların Mekanik Özellikleri
• Yeşil Hidrojen ve Nanoteknoloji