Kaldırma Kuvveti 10. Sınıf Fizik

Sıvıya bırakılan cisimlere sıvı tarafından aşağıdan yukarıya doğru bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvete sıvının kaldırma kuvveti denir. Kaldırma kuvveti cisim sıvıya nasıl bırakılırsa bırakılsın batan kısmının tam ortasına aşağıdan yukarıya doğru uygulanan kuvvettir.

Şekil I deki cisme aşağıya doğru ağırlık kuvveti, yukarıya doğru kaldırma kuvveti etki eder. Şekil II deki gibi sıvıda dengede duran cismi elimizle sıvıya batıracak olsak cismin direnç gösterdiğini hissederiz. Demek ki cismin sıvıya batan hacmi arttıkça kaldırma kuvveti de anmaktadır. Aynı cismi daha yoğun bir sıvıya daldıracak olsak daha çok dirençle karşılaşırız. Bu nedenle kaldırma kuvvetinin sıvının cinsine bağlı olduğunu söyleyebiliriz.

Özetle sıvıların kaldırma kuvveti;
– Cismin sıvıya batan hacmine
– Sıvının yoğunluğuna
– Yer çekim ivmesine bağlıdır.

Bir cismi sıvıya bıraktığımızda üç değişik şekilde dengede kalabilir. X cismi gibi dengede kalan cisimlere yüzen cisim, Y cismi gibi dengede kalan cisimlere askıda kalan cisim, Z cismi gibi dibe çöken cisimlere batan cisim denir. Cisimlerin özkütleleri dx, dy, dz olduğuna göre;

Şekil l ve Şekil II deki gibi yüzen ve askıdaki cisimlere uygulanan kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir. Şekil III teki gibi batan cisimlere uygulanan kaldırma kuvveti ise cismin ağırlığından küçüktür.

Taşırma Kapları

Taşma seviyesine kadar sıvı dolu olan kaplara taşırma kapları denir. Böyle kaplara herhangi bir cisim bırakıldığında sıvı taşırırlar. Bir cisim sıvıya bırakıldığında üç değişik şekilde dengede kalacağından taşan sıvının hacmi ve ağırlığı bu üç duruma göre belirlenir.

a) Yüzen Cisim

Cisimlerin denge konumu ne olursa olsun iki temel ilke her zaman geçerlidir.
* Taşan sıvı ağırlığı daima kaldırma kuvvetine eşittir.
* Taşan sıvı hacmi daima batan hacme eşittir.
Şekil I deki gibi yüzen cisimlerde;
* F = G = Gtaş dır.

Yani kaldırma kuvveti, cismin ağırlığı ve taşan sıvı ağırlığı aynı değerdedir. Bu nedenle yüzen cisimler kapta ağırlaşma meydana getirmez.
– Yüzen cismin taşırdığı hacim kendi hacminden azdır.

b) Askıdaki Cisim

Şekil ll deki gibi sıvıda askıda kalan cisimlerde,
* F = G = Gtaş dır.
Yani kaldırma kuvveti cismin ağırlığı ve taşan sıvı ağırlığı eşittir. Bu nedenle askıda kalan cisimler kapta ağırlaşma meydana getirmezler.
* Askıdaki cismin taşırdığı sıvı hacmi kendi hacmine eşittir.

c) Batan Cisim

Şekil III teki gibi sıvıya batan cisimlerde;
* F + N = G ve F = Gtaş < G olur.

Yani batan cisimler kendi ağırlıklarından az sıvı taşırırlar. Bu nedenle kapta ağırlaşma meydana gelir. Taşan sıvı ağırlığı kaldırma kuvvetine eşit olur.
* Batan cismin taşırdığı sıvı hacmi kendi hacmi kadardır.