KALDIRMA KUVVETİ

Sıvı tarafından cismin ağırlığına zıt yönde etki eden kuvvete denir.

• F_K şeklinde sembolize edilir.
• Birimi Newton(N) dur.
• Vektörel bir niceliktir.

Bir cismi dinamometreye takıp ağırlığını ölçtüğümüzde ağırlığı G_H  olarak ölçülüyor.

Daha sonra cisim sıvı içerisine bırakılıp dinamometre yardımı ile sıvı içerisindeki ağırlığı G_S   olarak ölçülüyor.

G_H >G_s sonucunun çıkmasına neden olan etki sıvı tarafından uygulan kaldırma kuvvetidir.

G_H  – G_{S =} F_K

eşitliği yazılır.

Arşimed prensibi

Sıvılarınkaldırma kuvveti, Arşimed tarafından fark edilen ve ileri sürülen bir ilkeyle açıklığa kavuşmuştur.

Kaldırma kuvvetinin bağlı nicelikler;

• V_b: Cismin batan hacmi(cismin sıvı içinde kalan hacmi)
• ds: Sıvının özkütlesi(yoğunluğu)
• g: Yerçekimi ivmesi

• Cismin sıvı içindeki konumuna göre kaldırma kuvveti ağırlık ilişkisi;

A kabında: Yüzen cisim için;

yorumu yapılır.

B kabında:Askıda cisim için;

yorumu yapılır.

C kabında:Batan cisim için;

yorumu yapılır.

TAŞIRMA KABINDAKİ CİSME ETKİ EDEN KALDIRMA KUVVETİ

Aşağıdaki ki temel ilke cismin konumu ne olursa olsun geçerlidir.
Taşan sıvı ağırlığı daima kaldırma kuvvetine eşittir.G_{taşan sıvı}= F_k

Taşan sıvı hacmi daima batan hacme eşittir.V_{taşan sıvı} =V_{batan cisim}

Cismin ağırlığı ve taşan sıvı ağırlığı aynı değerdedir. Bu nedenle yüzen cisimler kapta ağırlaşma meydana getirmez.

_{CİSİM ASKIDA KALDIĞINDA}

Kaldırma kuvveti cismin ağırlığı ve taşan sıvı ağırlığı eşittir. Bu nedenle askıda kalan cisimler kapta ağırlaşma meydana getirmezler.

_{CİSİM BATTIĞINDA}

Batan cisimler kendi ağırlıklarından az sıvı taşırırlar. Bu nedenle kapta ağırlaşma meydana gelir.

BİRBİRİNE KARIŞMAYAN SIVILAR İÇİNDEKİ CİSME ETKİ EDEN KALDIRMA KUVVETİ

İki sıvı ile temas söz konusu olduğundan X sıvısı ve Y sıvısı ayrı ayrı cisme kaldırma kuvveti uygular.

Cisme etki eden toplam kaldırma kuvveti ise bu iki kuvvetin toplamıyla elde edilir.

ÖRNEK:

Eşit hacimli X, Y ve Z cisimleri sıvıya bırakıldığında şekilde konumu alıyor.

Buna göre cisimlere etki eden kaldırma kuvvetlerini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

ÇÖZÜM:

Aynı sıvı içinde olduklarından hacim bilgisi yardımı ile kaldırma kuvvetlerini kıyaslayabiliriz.

Y ve Z cisimlerinin batan hacimleri eşit olduğundan cisimlere etki eden kaldırma kuvvetleri eşittir.

X cisminin ise batan hacmi diğerlerine göre daha az olduğundan kaldırma kuvveti Y ve Z cismine kıyasla daha küçüktür.

F_Y= F_Z>F_X

ÖRNEK:

Eşit kütleli X, Y ve Z cisimleri sıvıya bırakıldığında şekilde konumu alıyor.

Buna göre cisimlere etki eden kaldırma kuvvetlerini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

ÇÖZÜM:

Kütle bilgisinden yola çıkılarak yorum yapmak gerekirse;

Cisimlerin sıvı içindeki konumu değerlendirilmelidir.

F_X=G_X

F_Y=G_Y

F_Z<G_Z

G_X=G_Y=G_Z olduğuna göre;

F_X=F_Y>F_Z

ÖRNEK:

Şekildeki gibi dengede olan X ve Y cisimleri için,

Cisimlere etki eden kaldırma kuvvetleri ; oranını bulunuz.

ÇÖZÜM: