Sıvılar üzerindeki kaldırma kuvveti,cisimlerin yüzme,batma veya askıda kalma durumunu belirler.Günlük hayatta gemilerden uçaklara kadar birçok alanda kullanılır
Bu yazımızda, basınç ve akışkanlar konusunu ele alacağız. Basınç, bir yüzeye uygulanan kuvvetin yüzey alanına bölümü olarak tanımlanır. Akışkanlar ise, belirli bir şekle sahip olmayan ve kolayca aktığı bilinen maddelerdir.
Basınç ve akışkanlar arasında bir ilişki vardır. Bu ilişki, Bernoulli İlkesi olarak adlandırılır. Bernoulli İlkesi'ne göre, bir boruda veya kanalda akmakta olan akışkanın basıncı, durgun hâldeki basıncından küçüktür.
Bernoulli İlkesi, günlük hayatta birçok uygulamada kullanılır. Bu uygulamalardan bazıları şunlardır:
Basınç ve akışkanlar, fizik biliminin önemli konularından biridir. Bu konuyu anlayarak, dünyadaki birçok olayı daha iyi açıklayabiliriz.
Sıvıların cisimlere uyguladığı kuvvet, kaldırma kuvveti olarak adlandırılır. Kaldırma kuvvetinin varlığını ilk kanıtlayan kişi Archimedes'tir. Bu nedenle akışkanların kaldırma kuvvetini açıklayan ilkeye Archimedes İlkesi denir. Archimedes, bu kuvveti deneysel olarak bulmuş fakat kuvvetin büyüklüğünü veren matematiksel model, basınç kavramı açıklandıktan sonra elde edilmiştir.
Sıvı içine bırakılan cisme, sıvının uyguladığı kaldırma kuvveti, cisme uyguladığı basınç kuvvetinin farkından kaynaklanır. Bu durum Şekil 2.35’deki tamamı sıvı içinde olan silindir şeklindeki cisim üzerinde gösterilmiştir. Sıvı tarafından silindirin üst yüzeyine F1, alt yüzeyine F2, yan yüzeyle- rine ise F3 ve F4 büyüklüğünde basınç kuvveti uygulanmaktadır. Sıvı yüzeyinden derinlere inildikçe sıvı basınç kuvvetinin büyüklüğünün arttığı ve F = h $ dSıvı $ g $ A bağıntısıyla hesaplandığı ifade edilmişti. Silindirin yan yüzeylerine etki eden F3 ve F4 kuvvetleri eşit büyüklükte ve zıt yönlü olduğu için bu kuvvetler birbirini dengeler. Silindirin üst yüzeyine etki eden basınç kuvveti F1, alt yüzeyine etki eden basınç kuvvetinden büyüktür. Bu nedenle silindirin alt yüzeyine etki eden kuvvet cismin ağırlığına, üst yüzeyine etki eden kuvvet ise cismin ağırlığına zıt yöndedir. Farklı yönlerde etki eden bu kuvvetlerin dengesizliği kaldırma kuvvetini oluşturur.
Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü, cismin sıvıya batan hacmi ile sıvının yoğunluğu ve yerçekimi ivmesinin çarpımına eşittir. Bu durum aşağıdaki denklemle ifade edilir:
``` FK = Vbatık * Sıvıyoğunluğu * g ``` * FK: Kaldırma kuvveti (N) * Vbatık: Cismin sıvıya batan hacmi (m3) * Sıvıyoğunluğu: Sıvının yoğunluğu (kg/m3) * g: Yerçekimi ivmesi (9,8 m/s2)Kaldırma kuvveti cisimlerin sıvı içinde yüzdürülebilirliğini ve hareketini belirler. Bu kuvvet, denizaltıların, gemilerin ve uçakların uçmasını sağlar. Ayrıca, insanların suda yüzebilmesini ve balıkların suda hareket etmesini sağlar.
Arşimet kanunu, bir sıvıya kısmen veya tamamen batırılmış bir cismin, cismin, ertelenen sıvının ağırlığına eşit ve zıt yönlü kaldırma kuvvetine maruz kaldığını belirtir.
Kaldırma kuvvetinin büyüklüğünü şu denklem verir:
``` FK = VBatan * dSıvı * g ``` * FK: Kaldırma kuvveti (Newton) * VBatan: Batık cismin hacmi (m^3) * dSıvı: Sıvının yoğunluğu (kg/m^3) * g: Yerçekimi ivmesi (9,8 m/s^2)Bir cismin sıvı içindeki durumu, kaldırma kuvvetinin büyüklüğü ve cismin ağırlığına bağlıdır.
* Yüzme Durumu: Kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşit olduğunda, cisim sıvı yüzeyinde yüzer. * Askıda Kalma Durumu: Kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşit olduğunda, cisim sıvı içinde askıda kalır. * Batma Durumu: Kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçük olduğunda, cisim sıvı içinde batar.Kaldırma kuvveti, günlük hayatta birçok uygulamada kullanılır:
* Gemiler ve tekneler, suyun kaldırma kuvveti sayesinde yüzerler. * Balonlar, içerideki havanın kaldırma kuvveti sayesinde yükselirler. * Uçaklar, kanatlarının altındaki havanın kaldırma kuvveti sayesinde uçabilirler.Kaldırma kuvveti, sıvıya batırılmış cisimler üzerinde etki eden önemli bir kuvvettir. Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü, cismin batık kısmının hacmine, sıvının yoğunluğuna ve yerçekimi ivmesine bağlıdır. Kaldırma kuvveti, cismin sıvı içindeki durumunu belirler. Kaldırma kuvveti, günlük hayatta birçok uygulamada kullanılır.