Kaldırma Kuvveti – Hızlı Tekrar

Kaldırma Kuvveti – Hızlı Tekrar

Bu içerik, Kaldırma Kuvveti konusunu sınav öncesinde kısa sürede tekrar etmek için hazırlanmıştır.

1. Kaldırma Kuvveti

Bir sıvı veya gaz içine bırakılan cisme akışkan tarafından yukarı yönlü kuvvet uygulanır.

Bu kuvvete kaldırma kuvveti denir.

1. Arşimet İlkesi

Kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği akışkanın ağırlığına eşittir.

Fk = ρ × g × Vbatan

Fk = Kaldırma kuvveti ρ = Akışkan yoğunluğu g = Yer çekimi ivmesi Vbatan = Batan hacim

1. Kaldırma Kuvvetini Etkileyenler

Fk = ρ × g × Vbatan

Sıvı yoğunluğu ↑ → Fk ↑

Batan hacim ↑ → Fk ↑

g ↑ → Fk ↑

1. Tamamen Batmış Cisim

Cisim tamamen sıvı içindeyse:

Vbatan = Vcisim

olur.

Aynı sıvı içinde, hacmi değişmeyen tamamen batmış cisim daha derine indirilirse kaldırma kuvveti değişmez.

1. Yüzen Cisim

Cisim sıvı yüzeyinde dengede yüzüyorsa:

Fk = G

olur.

Genel olarak:

ρcisim < ρsıvı

1. Yüzen Cismin Batan Hacmi

Yüzen cisim için:

Vbatan / Vcisim = ρcisim / ρsıvı

Sıvı yoğunluğu arttıkça: Batan hacim azalır.

1. Askıda Kalma

Cisim sıvı içinde ne yükseliyor ne batıyorsa askıda kalır.

Bu durumda:

Fk = G

ρcisim = ρsıvı

1. Batma

ρcisim > ρsıvı

ise cisim batma eğilimindedir.

Batma sırasında:

G > Fk

olabilir.

1. Yükselme

Sıvı içindeki cisim için:

Fk > G

ise cisim yukarı doğru ivmelenir.

Yüzeye ulaşıp dengede yüzmeye başladığında:

Fk = G

olur.

1. Yoğunluk Karşılaştırması

ρcisim < ρsıvı → Yüzme

ρcisim = ρsıvı → Askıda kalma

ρcisim > ρsıvı → Batma

1. Taşırma Kabı

Ağzına kadar dolu kaba cisim batırılırsa:

Vtaşan = Vbatan

olur.

Taşan sıvının ağırlığı:

Gtaşan = Fk

1. Yüzen Cisim ve Taşan Sıvı

Cisim ağzına kadar dolu kapta yüzüyorsa:

Fk = Gcisim

ve

Fk = Gtaşan

olur.

Bu nedenle:

Gcisim = Gtaşan

1. Tamamen Batmış Cisim ve Taşan Sıvı

Cisim tamamen batırılırsa:

Vtaşan = Vcisim

olur.

Ancak taşan sıvının ağırlığı cismin ağırlığına eşit olmak zorunda değildir.

1. Görünür Ağırlık

Sıvı içindeki cismin dinamometrede ölçülen ağırlığı:

Ggörünür = G - Fk

1. Sıvı Yoğunluğu ve Dinamometre

Cisim tamamen batmışsa:

Sıvı yoğunluğu ↑ → Fk ↑

Fk ↑ → Görünür ağırlık ↓

1. Aynı Cismin Farklı Sıvılarda Yüzmesi

Aynı cisim farklı sıvılarda dengede yüzüyorsa:

Fk = G

olduğundan kaldırma kuvvetleri eşittir.

Ancak batan hacimler farklıdır.

Yoğun sıvı: Daha az hacim batar.

Az yoğun sıvı: Daha fazla hacim batar.

1. Yüzen Cisme Yük Eklemek

Yüzen cismin üzerine yük eklenirse:

Toplam ağırlık artar.

Denge için kaldırma kuvveti artmalıdır.

Bu nedenle batan hacim artar.

1. Gemiler

Gemiler metalden yapılmış olsa da içlerindeki boşluklar nedeniyle ortalama yoğunlukları sudan küçük olabilir.

Bu nedenle yüzebilirler.

1. Denizaltılar

Denizaltılar balast tanklarına su alıp vererek ortalama yoğunluklarını değiştirir.

Su alır: Yoğunluk artar → Batma eğilimi artar.

Su boşaltır: Yoğunluk azalır → Yükselme eğilimi artar.

1. Gazlarda Kaldırma Kuvveti

Kaldırma kuvveti gazlarda da görülür.

Örnek:

• Helyum balonu
• Sıcak hava balonu

Sınavda En Çok Karıştırılanlar

• Kaldırma kuvveti her zaman ağırlığa eşit değildir.
• Yüzen cisimde Fk = G olur.
• Askıda kalan cisimde Fk = G olur.
• Askıda kalmada ρcisim = ρsıvı olur.
• Batan cisme de kaldırma kuvveti etki eder.
• Kaldırma kuvvetinde batan hacim kullanılır.
• Tam batmış cismin kaldırma kuvveti aynı sıvıda derinlikle değişmez.
• Taşan sıvının hacmi batan hacme eşittir.
• Taşan sıvının ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir.
• Yüzen cismin taşırdığı sıvının ağırlığı cismin ağırlığına eşittir.
• Daha yoğun sıvıda yüzen cismin daha az kısmı batar.
• Aynı cisim farklı sıvılarda yüzüyorsa kaldırma kuvvetleri eşittir.
• Görünür ağırlık gerçek ağırlıktan küçüktür.

Son 2 Dakikalık Tekrar

Kaldırma kuvveti:

Fk = ρ × g × Vbatan

Yüzen cisim:

Fk = G

Askıda kalan:

Fk = G

ρcisim = ρsıvı

Yüzme:

ρcisim < ρsıvı

Batma:

ρcisim > ρsıvı

Batan hacim oranı:

Vbatan / Vcisim = ρcisim / ρsıvı

Taşırma kabı:

Vtaşan = Vbatan

Gtaşan = Fk

Görünür ağırlık:

Ggörünür = G - Fk

Yoğun sıvı:

Fk ↑

Görünür ağırlık ↓

Aynı cisim farklı sıvılarda yüzüyorsa:

Fk aynı

Yoğun sıvıda batan hacim daha küçük

Kendini Kontrol Et

1. Kaldırma kuvvetinin neden oluştuğunu açıklayabiliyor musun?

1. Fk = ρ × g × Vbatan bağıntısını kullanabiliyor musun?

1. Yüzen, askıda kalan ve batan cisimleri yoğunluklarına göre ayırt edebiliyor musun?

1. Yüzen bir cisimde neden Fk = G olduğunu biliyor musun?

1. Yüzen cismin batan hacmini yoğunluklardan bulabiliyor musun?

1. Tamamen batmış cismin daha derine indirilmesinin kaldırma kuvvetini neden değiştirmediğini açıklayabiliyor musun?

1. Taşan sıvının hacmi ve ağırlığı ile kaldırma kuvveti arasındaki ilişkiyi biliyor musun?

1. Görünür ağırlığı hesaplayabiliyor musun?

1. Aynı cismin farklı yoğunluktaki sıvılarda nasıl yüzdüğünü yorumlayabiliyor musun?

1. Gemi ve denizaltıların yüzme-batma durumlarını yoğunluk ve kaldırma kuvvetiyle açıklayabiliyor musun?