Kaldırma Kuvveti

Kaldırma Kuvveti

Bir sıvı veya gaz içindeki cisme akışkan tarafından yukarı yönde uygulanan kuvvete kaldırma kuvveti denir. Kaldırma kuvveti, cismin akışkan içinde ağırlığının daha az ölçülmesine neden olur.

Arşimet Prensibi

Sıvı içindeki bir cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşittir:

F_k = V_batan · d_sıvı · g

• Kaldırma kuvveti batan hacme ve sıvının özkütlesine bağlıdır.
• Cismin kütlesine, özkütlesine ve sıvıdaki derinliğine (tamamen battıktan sonra) bağlı değildir.
• Havadaki ağırlık − sıvıdaki ağırlık = kaldırma kuvveti (dinamometre ile ölçülebilir).

Yüzme, Askıda Kalma, Batma

• Yüzme: d_cisim < d_sıvı; cismin bir kısmı sıvı dışındadır, kaldırma kuvveti ağırlığa eşittir.
• Askıda kalma: d_cisim = d_sıvı; cisim tamamen batmış ama tabana değmeden durur, kaldırma kuvveti ağırlığa eşittir.
• Batma: d_cisim > d_sıvı; kaldırma kuvveti ağırlıktan küçüktür, cisim dibe çöker.
• Yüzen cisimde batan hacmin toplam hacme oranı, cismin özkütlesinin sıvının özkütlesine oranına eşittir: V_batan/V = d_cisim/d_sıvı.

Günlük Hayatta Kaldırma Kuvveti

• Gemiler: Demirden yapılsa da içlerindeki boşluk sayesinde ortalama özkütleleri sudan küçüktür; büyük hacim yer değiştirerek yüzer.
• Denizaltılar: Depolarına su alıp vererek ortalama özkütlelerini değiştirir; batar veya yüzeye çıkar.
• Balıklar: Yüzme keselerindeki gaz miktarını ayarlayarak derinlik değiştirir.
• Can yeleği: Ortalama özkütleyi azaltarak insanı su üstünde tutar.
• Denizde yüzmek, tatlı suda yüzmekten kolaydır; çünkü tuzlu suyun özkütlesi büyüktür. Ölü Deniz'de insan batmaz.
• Yumurta tatlı suda batar, tuzlu suda yüzer.

Gazlarda Kaldırma Kuvveti

Hava da cisimlere kaldırma kuvveti uygular. Sıcak hava balonları ve helyumla doldurulmuş balonlar, havadan daha az yoğun oldukları için yükselir. Balon yükseldikçe havanın özkütlesi azaldığından kaldırma kuvveti de azalır.

Sınav uyarısı: Yüzen ve askıda kalan cisimde kaldırma kuvveti ağırlığa eşittir. Kaldırma kuvveti batan hacim ve sıvı özkütlesine bağlıdır, cismin kütlesine değil. Tuzlu suda kaldırma kuvveti daha büyüktür.