Kuvvet Ve Hareket,

Deniz, göl ve akarsularda büyüklükleri ve cinsleri birbirinden farklı olan pek çok cisim görürüz. Bu cisimlerin kimi su yüzeyinde yüzer, kimi su içerisinde farklı derinliklere iner, kimi de dibe batar. Cisimlerin sudaki konumlarını belirleyen etkinin cevabını 2200 yıl önce Archimedes (Arşimet) vermiştir. Rivayete göre Archimedes bir gün banyo yapmak için su dolu bir küvete girer. Küvetin kenarlarından taşan suyu görünce, bu suyun ağırlığı ile kendi vücut hacminin suda kalan kısmı arasında bir ilişki olabileceğini düşünür ve cisimlerin bir sıvıda yüzmesi ya da batmasıyla ilgili bir sonuca ulaşır.


Havada uçan balonlara, uçurtmalara, kuşlara ve uçaklara olduğu gibi suda yüzen balıklara, gemilere ve kayıklara da Dünya'nın
merkezine doğru (aşağı yönde) şekildeki gibi bir çekim kuvvetinin etki eder. Dolayısıyla cismin, sıvadaki ağırlığı havadaki ağırlığından, sıvının uyguladığı kaldırma kuvveti kadar azalmış olur. Sıvı içerisine bırakılan herhangi bir cisme görüldüğü gibi değişik yönlerde ve farklı büyüklüklerde itme kuvvetleri etki eder.





Eğer yukarıdaki deneyi etil alkol ile yapmış olsa idik Vbatan yani cismin suya girince değiştirdiği hacim miktarı , sudaki ile aynı olacaktı. Fakat kaldırma kuvveti sadece Vbatan a bağlı değildir . İçine girdiği sıvının yoğunluğuna da bağlıdır.
dsu > detil alkol suda daha fazla bir kaldırma kuvveti söz konusudur.

"Kaldırma kuvveti, cismin sıvıya batan kısmın hacmi yanında batırıldığı sıvının yoğunluğuna da bağlıdır."




Yukarıdaki şekilde 1 kg lık cisim suya girince batan kısım kadar su taşırdı. Taşırdığı su miktarı 125 gr dır. Suyun 1 kg lık cisme uyguladığı kaldırma kuvveti siyah okun yönünde kuvvet ise 125 gr lık bir kuvvet olmuştur. Cismin ağırlığı ise 1000gr-125gr=875gr dır.


Yukarıdaki şekilde Taş havada dinamometre ile ölçülüyor ve 40 N bulunuyor.
2. Durumda suyun içine batırılarak ölçüm yapılıyor ve Dinamometredeki değer 25 N okunuyor. Buradan suyun taşa uyguladığı kuvvet 40-25=15 N olarak bulunabilir.
3. Duruda cisim tuzlu suyun içine batırılarak ölçüm yapılıyor.Dinamometredeki değer 15 N okunuyor. Buradan suyun taşa uyguladığı kuvvet 40-15=25 N olarak bulunabilir.
Buradan tuzlu suyun cisimlere daha fazla kaldırma kuvveti uyguladığı görülebilir. Tuz , suyun yoğunluğunu arttırarak kaldırma kuvvetini arttırmıştır. Denizde daha kolay yüzülmesinin sebebi suyun daha fazla kaldırma kuvveti uygulamasıdır.





Bir sıvıya tuz katılması o sıvının yoğunluğunu arttırır. Bunun sebebi tuz moleküllerinin su molekülleri içindeki boşluklara dağılarak ağırlığını arttırdığı orandan daha az hacmini arttırmasıdır. Sıvının yoğunlunun artması sarı cisim için kaldırma kuvvetinde bir değişikliğe sebep olmaz iken pembe cisimde cisme uygulana kaldırma kuvveti artar.
Pembe Cisim İçin Sıvının Cisme Uyguladığı Kaldırma Kuvveti
Fk tuzsuz durum<Fk tuzlu durum
Ayrıca bu durum için Fk tuzlu durum= Cismin Agırlığı
Sarı Cisim İçin Sıvının Cisme Uyguladığı Kaldırma Kuvveti
Fk tuzsuz durum= Fk tuzlu durum= Cismin Agırlığı