Sıvı ve Gazların Kaldırma Kuvveti

  1. SIVI ve GAZLARIN KALDIRMA KUVVETİ

    Sıvı içerisine kısmen veya tamamen batan cisimler sıvı tarafından yukarı doğru itilirler.
    Bu itme kuvveti, sıvıların cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetidir.

    Sıvıya batırılan bir tahta parçası yukarı çıkmak ister. Tahta parçasının tamamını batacak şekilde sıvı içinde tutabilmek için üstten bir kuvvet uygulamak gerekir.

    Cismi yukarı çıkmaya zorlayan kaldırma kuvveti, cisim tarafından yeri değiştirilen sıvının ağırlığına eşittir. Yeri değişen sıvının hacmi, cismin batan kısmının hacmine eşit olduğundan, kaldırma kuvveti.

    Fkaldırma = Vbatan . dsıvı . g

    bağıntısı ile hesaplanır.





    Cisimlere uygulanan sıvı kaldırma kuvveti sıvının öz kütlesine bağlıdır. Yukarıdaki şekillerde de görüldüğü gibi aynı cismin farklı sıvılardaki konumları farklı olabilmektedir.

    Sıvı içindeki serbest cisimlere ağırlık kuvveti ile kaldırma kuvveti etki eder. Bu iki kuvvet düşey doğrultuda ve zıt yönlü kuvvetlerdir. Cisimlerin sıvı içinde batmaları veya yüzmeleri yani sıvıdaki durumları bu iki kuvvetin büyüklüğüne bağlıdır.
    Şekil - I de saf su içine atılan yumurta dibe batar. Suya tuz ilave edilerek karıştırıldığında yumurta Şekil - II deki gibi yüzmeye başlar. Bunun nedeni suya tuz karıştırıldığında suyun öz kütlesinin artması ve Fk = Vb . ds . g bağıntısına göre, kaldırma kuvvetinin büyümesi, dolayısıyla bileşke kuvvetin yukarı doğru olması ve yumurtayı yukarı yönde hareket ettirmesidir.





    Yüzen Cisimler
    Sıvıya bırakılan bir cismin hac- minin bir kısmı sıvı dışında kalacak şekilde dengede kalıyorsa bu cisme yüzen cisim denir. Cismin yüzebilmesi için öz kütlesi sıvının öz kütlesinden küçük

    (dcisim < dsıvı) olmalıdır.





    Yüzen cisim dengede iken cisme uygulanan kaldırma kuvveti ile cismin ağırlık kuvveti büyüklükçe eşit olur. Bir cisim sıvı içine iyice daldırılıp bırakılırsa tekrar bir kısmı sıvı dışında olacak şekilde yüzer. Böyle yüzen cisimlerde

    G = Fk olduğundan



    bağıntısı elde edilir. Bu bağıntıya göre cismin batan hacminin bütün hacmine oranı, cismin öz kütlesinin, sıvının öz kütlesinin oranına eşittir.



    Askıda Kalan Cisimler
    Şekildeki gibi hacminin tamamı sıvı içinde olacak biçimde bir yere temas etmeden dengede kalan cisimlere askıda kalan cisimler denir. Cismin askıda kalabilmesi için öz kütlesi, sıvının öz kütlesine eşit olmalıdır. (dcisim = dsıvı)



    Bu durumda cisim kabın tabanına bırakılsa bile cismin tabanla irtibatı kesilir. Yani askıda kalan cisim herhangi bir yere temas etmez. Askıda kalan cisim dengede olduğu için cisme uygulanan kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir. Fk = G



    Batan Cisimler
    öz kütlesi sıvının öz kütlesinden büyük olan
    (dcisim > dsıvı) cisimler sıvıya bırakıldığında bir engelle karşılaşıncaya kadar yoluna devam ederler. Bu tür cisimlere batan cisimler denir.

    Batan cisimlerin ağırlık kuvveti cisme etki eden kaldırma kuvvetinden daha büyüktür. Fk < G





    ÖZEL DURUMLAR

    1.Bir cismin aynı sıvı içinde hacminin tamamı batmak şartıyla kaldırma kuvveti cismin sıvı içindeki derinliğine bağlı değildir.
    2.Sıvı içine daldırılan bir cisim, havadaki ağırlığına göre, görünen ağırlığı kaldırma kuvveti kadar hafifler. Şekilde sıvı içindeki cismin görünen ağırlığı

    T = G – FK dir.





    3.Katı bir cisim kendi sıvısında yüzüyorsa, cisim eridiğinde sıvı seviyesi değişmez.
    Örneğin u su içinde olan buz eridiğinde,

    kaptaki su düzeyi değişmez.



    4.Öz kütlesi sıvınınkinden küçük ya da sıvınınkine eşit olan cisimler, taşma seviyesine kadar olan sıvıya bırakıldıklarında ağırlıkları kadar ağırlıkta sıvı taşırırlar. Dolayısıyla kabın toplam ağırlığı değişmez. Öz kütlesi sıvınınkinden büyük olan bir cisim bırakılırsa, cisim batar ve taşan sıvının hacmi cismin hacmine eşit olmasına rağmen sıvının öz kütlesi cismin öz kütlesinden küçük olduğundan kap ağırlaşır.













    Gazların Kaldırma Kuvveti
    Gazlarda, sıvılar gibi cisimlere kaldırma kuvveti uygular.
    Bu kaldırma kuvvetinin değeri sıvılarda olduğu gibi cisim tarafından yeri değiştirilen havanın ağırlığına eşittir. Havanın kaldırma kuvveti
    Fkaldırma = Vcisim . dhava . g


    bağıntısından hesaplanır.




    Bu bağıntıya göre, hacmi büyük olan cisimlere hava tarafından uygulanan kaldırma kuvveti de büyük olur.

    Bir cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetinden büyük ise, cisim yere doğru düşer.
    GC > FK

    Bir cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetine eşit ise, cisim havada askıda kalır.
    GC = FK

    Bir cismin ağırlığı havanın kaldırma kuvvetinden küçük ise, cisim yükselir.
    GC < FK


    Şekil - I de hava ortamında eşit kollu terazinin kollarına asılarak hacimleri farklı cisimler dengeleniyor. Hava boşaltıldığında terazi Şekil - II deki durumu alıyor.

    Çünkü hava ortamında, hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti uygulanır. Hava dışarı alındığında bu kuvvet ortadan kalktığı için hacmi büyük olan cisim aşağı iner. Eğer havasız ortamda aynı terazi dengelendikten sonra hava ortamına çıkarılsaydı, bu durumda da hacmi büyük olan cisim yukarı kalkardı.





    Örnek 1
    Öz kütlesi 2 g/cm3 olan eşit bölmeli bir cisim sıvı içerisine bırakıldığında şekildeki gibi yüzüyor.

    Buna göre sıvının öz kütlesi kaç g/cm3 tür?



    A) 1,5 B) 3 C) 4,5 D) 6





    Çözüm


    Cevap D

     

     

    KaHiN - 04.05.2009 - 19:29
  2. yrkk şkl nerde

     

     

    sonydrag97 - 13.12.2010 - 15:59



Benzer Konular

  1. Cevaplar: 0
    Son Mesaj : 11.03.2012, 13:24
  2. Sıvının Kaldırma Kuvveti
    Konuyu Açan: Nehir, Forum: İlköğretim.
    Cevaplar: 0
    Son Mesaj : 25.12.2009, 10:18
  3. Sıvıların Kaldırma Kuvveti
    Konuyu Açan: Nehir, Forum: Fizik.
    Cevaplar: 0
    Son Mesaj : 19.11.2009, 11:54
  4. Suyun Kaldırma Kuvveti
    Konuyu Açan: Nerqish, Forum: Fizik.
    Cevaplar: 0
    Son Mesaj : 26.04.2009, 11:29
  5. Sıvı ve gazların teknolojide kullanım alanları nedir?
    Konuyu Açan: KaRaKıZ, Forum: Lise.
    Cevaplar: 0
    Son Mesaj : 04.02.2009, 12:45

copyright

Soru Cevap

grafimx