Akışkanların cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetinin bağlı olduğu değişkenlerin analizi

Arşimet milattan önce yaşamış Sicilya’da doğmuş Yunan bir matematikçi, fizikçi, astronom, filozof ve mühendistir. Bir gün hamamda yıkanırken bulduğu iddia edilen suyun kaldırma kuvveti ile birlikte bilime en çok bilinen katkısıdır. Fakat pek çok matematik tarihçisine göre de integralin babası olarak Arşimet gösterilmektedir.

Sıvıların içine kısmın ya da tamamen batan cisimler sıvı tarafından yukarı doğru itilmektedir. Bu itme kuvveti, sıvının cime uyguladığı kaldırma kuvveti ile eş değerdir. Yani kaldırma kuvvetinin şiddeti, cisim tarafından yer değiştirilen sıvının ağırlığı ile eşittir. Buna Arşimet prensibi adı verilmektedir. Burada yer değiştirilen sıvıdan kasıt taşan ya da taşmıyorsa yükselen sıvı miktarıdır.

Sıvıların kaldırma kuvveti ele alındığında ve değişkenler analiz edilebilmesi için sıvıya bırakılan cisimlerin durumları bilinmesi gerekmektedir.

Yüzen cisimler, bir sıvıya bırakılan bir cismin sahip olduğu toplam hacminin bir kısmı sıvının dışında kalacak şekilde duruyor ise bu cisme yüzen cisim adı verilmektedir. Bir sıvıya bırakılan cismin yüzebilmesi için cismin öz kütlesinin sıvının öz kütlesinden daha düşük olması gerekmektedir.

Askıda kalan cisimler, sıvı içine bırakılan bir cismin hiç şekilde ne suyun tabanına batmadığı ne de suyun üzerine çıktığı durumdur. Bir cismin sıvı içinde askıda kalabilmesi için cisim ile sıvının aynı öz kütle değerine sahip olması gerekmektedir.

Batan cisimler, sıvı içine bırakılan bir cismin sıvının tabanına batması durumudur. Bu durumun gerçekleşmesi için cismin öz kütlesinin sıvının öz kütlesinden daha büyük olması gerekmektedir.

Kaldırma kuvvetine etki eden değişkenler

Sıvının sahip olduğu öz kütle kaldırma kuvvetinde en büyük etken olarak kabul edilmektedir. Bırakılan cismin öz kütlesine göre fazla ya da daha az olması halinde farklı durumlar gerçekleşmektedir. Başka bir değişle sıvının kaldırma kuvveti arttıkça öz kütle de artmalıdır.

Cismin batan kısmının hacmi bir diğer etkendir. Sıvıya batan kısmın hacmi arttıkça sıvıların kaldırma kuvveti de aynı oranda artmaktadır.

Yer çekimi ivmesi son önemli faktördür. Yer çekimi ivmesinin büyüklüğü kaldırma kuvvetini doğrudan etkilemektedir. Yani yer çekimi ivmesinin artması halinde kaldırma kuvveti de artmaktadır.

Hadi Paylaş!