www.fenveteknolojidersim.tr. kumralturk8785@hotmail.com

SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ

KUVVET Sivilarin kaldirma kuvveti konusuna gecmeden önce kuvvet konusunu hatirlayalim!

Kuvvet Duran cismi hareket ettiren, hareketli cismi durduran, cisimlerin hızını ,yönünü ve şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir.

Yani kuvvet Duran bir cismi hareket ettirebilir.

Bir cismin hızını arttırabilir!

Bir cismin şeklini değiştirebilir.

Hareket eden bir cismi durdurabilir…

Cismin yönünü değiştirebilir…

Kuvvetin gösterimi ve birimi ve de ölçülmesi Kuvvet F harfi ile gösterilir, Birimi newton dur, Ve dinamometre ile ölçülür.

Bir cisme etki eden kuvvetler oklar ile gösterilir. Okların uzunluğu veya kalınlığı onların şiddeti hakkında bilgi verir. CİSİM

Bileşke kuvvet İki veya daha çok kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen kuvvete BİLEŞKE KUVVET denir… Yani cisme uygulanan toplam kuvvettir. Net kuvvet

Aynı yönlü Kuvvetlerin bileşkesi Aynı yönlü kuvvetlerin bileşkesi bulunurken kuvvetler toplanır… Ve bileşke kuvvetin(net kuvvet) yönü toplanan kuvvetlerin yönündedir. 3N 4N 7N

Zıt yönlü kuvvetlerin bileşkesi Zıt yönlü kuvvetlerin bileşkesi bulunurken büyük kuvvetten küçük kuvvet çıkarılır. Ve bileşke kuvvetin(net kuvvet) yönü büyük kuvvetin yönündedir. 3N 5N 2N

Dengelenmiş kuvvetler Bir cismin üzerindeki bileşke kuvvet(net kuvvet) 0 ise o cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisi altındadır. Bu durumda ;cisim duruyorsa durmaya devam eder. Veya cismin ilk hızı varsa o hızda sabit bir şekilde hareket eder. 2N 2N

Dengelenmemiş kuvvetler Cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi (net kuvvet) 0 dan farklı ise bu cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisi altındadır. Bu cisim hızlanabilir veya yavaşlayabilir.

Tanidigimiz kuvvetler Yer çekimi kuvveti : Cisimleri dünyanın merkezine doğru çeken kuvvete yer çekimi kuvveti denir.

Ağırlık : Kütleye(madde miktarıdır(tanecik sayısı)- m ile gösterilir.birimi kg dır g da kullanılır.) etki eden yer çekimi kuvvetine denir. Ağırlık tanımdan da anlaşılacağı gibi kütleye ve yerçekimine bağlıdır. Ağırlık G ile gösterilir. Birimi newton dur. G=m.g formülü ile hesaplanır(m:kütle g: yer çekimi alan şiddeti)

Çevremize baktığımızda cisimlerin kuvvetlerin etkisi altında olduğunu görmekteyiz. Bunun en iyi örneği yer çekimidir. Bütün cisimler yer çekiminin etkisi altındadır

Bu konumuzda; sıvıların kaldırma kuvvetini, nelere bağlı olduğunu

Sudaki cisimlere baktığımızda yukarıdaki olayları görmekteyiz. Ve aklimiza şu sorular gelmektedir: Neden bazıları batıyorken bazı cisimler yüzüyor?Bunların ağırlığı yok mu? Acaba bu cisimlere yer çekimi etki etmiyor mu?

Peki neden karada zorla kaldirdigimiz bir cismi suda daha kolay kaldiririz?

Bu soruların cevabını 2200 yıl önce Arşimet bulmuştur. 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.

Arsimet ne bulmus? Bunu bir etkinlikle anlayalim

Yapılan etkinlikte, taşın sudaki ağırlığının havadaki ağırlığından daha az olduğu görülür. Bu sonuç, suyun cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetinin havanın cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetinden büyük olmasıyla açıklanır.

Sıvı içerisine bırakılan herhangi bir cisme şekilde görüldüğü gibi değişik yönlerde ve farklı büyüklüklerde itme kuvvetleri etki eder. Bu kuvvetlerin bileşkesi kaldırma kuvvetini oluşturur

Dolayısıyla cismin ağırlığı sıvının uyguladığı kaldırma kuvveti kadar azalmış olur. Cisme sıvı tarafından uygulanan bu kaldırma kuvvetiyle cisim yukarı doğru itilir.

Sizce sıvıya atılmış bir cisim hangi kuvvetlerin etkisi altındadır? ? ? Ben cisimleri olduğundan daha hafifletirim…kimim ben? Ben kütleye ve yerçekimine bağlıyım kimim ben?

1. SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ kaldırma kuvveti Cismin ağırlığı Sıvı içerisine batırılan bir cisim iki kuvvet etkisinde kalır; 1. Ağırlığı nedeniyle sıvının dibine batmaya çalışır. 2. Sıvı tarafından uygulanan basınç kuvveti nedeniyle yukarı itilir. (kaldırma kuvveti )

Sıvı içerisine bırakılan cisim sıvının bir miktar yükselmesine sebep olur. Bu yükselen sıvının miktarı ne kadar acaba?

Hacim nedir? Bir cismin uzayda kapladığı yer miktarına hacim denir. SI birim sisteminde temel hacim birimi m3 : metreküp'tür. Cm3 , mm3 ifadeleri de kullanılır. Bunun yanında litre veya mililitre de kullanılır. V sembolü ile gösterilir.

50 ml Yükselen su miktarı 50ml 100ml Yükselen su miktarı 100ml 100 150 100 200

100 ml lik silindir 100 ml lik suyun yerini değiştirdi. 50 ml lik silindir 50 ml lik suyun yerini değiştirdi. Demek ki bir cismin ne kadar hacmi batarsa o kadar suyun yerini değiştirir. Ve bu şekilde hacmi belli olmayan bir cismin hacmi de bulunabilir.

Şimdi de 50ml lik ve 100 ml lik hacimli silindirleri suya daldırdığımızda uygulanan kaldırma kuvvetlerine bakalım…ve sonuca ulaşalım… 50 ml Havada yapılan ölçüm :2N Suda yapılan ölçüm:1.8N 100ml Havada yapılan ölçüm: 2N Suda yapılan ölçüm:1.6N

İzlediğimiz animasyonda 50 ml’lik 2 N’luk cisme uygulanan kaldırma kuvveti ile 100 ml’lik 2 N’luk cisme uygulanan kaldırma kuvvetini gördük. 100 ml’lik cisme uygulanan kaldırma kuvveti 50 ml’lik cisme uygulanan kaldırma kuvvetinin 2 katıdır.

Bu da bize kaldırma kuvvetinin batan cismin hacmine bağlı olduğunu gösterir. Yani bir cismin hacmi ne kadar sıvının içerisinde ise o kadar kaldırma kuvveti uygulanır. Hangisinde daha çok kaldırma kuvveti uygulanır?

50 ml Yükselen su miktarı 50ml 100ml Yükselen su miktarı 100ml 100 150 100 200 Burada yükselen sıvıların ağırlıkları hesaplandığında bize kaldırma kuvvetini verir.

Örnek: 10N 8,75 N 1,25N 10N luk

1-Bir cisim sıvıya girdiğinde hacmi kadar sıvının yerini değiştirir. 2-Kaldırma kuvveti batan cismin hacmine bağlıdır. 3-Bir sıvının kaldırma kuvveti yer değiştiren sıvının ağırlığı kadardır.

Birim hacimdeki madde miktarına yoğunluk (özkütle) denir. Hacim birimi cm3 kütle birimi g alınırsa, bir maddenin özkütlesi; o maddenin 1 cm3 lük hacminde kaç g kütle bulunduğudur. Örneğin demirin özkütlesi 7,8 g/cm3 tür. Bu şu demektir : demirin 1 cm3 lük hacminde 7,8 g kütle vardır.

Özkütle d harfi ile gösterilir. Uluslararası Birim Sisteminde özkütle birimi (kg/m3)'tür. Bunun yanında; (g/cm3) ve (kg/L) de sıkça kullanılır.

Bir maddenin özkütlesi bulunurken kütlesi hacmine bölünür. gr (Gram) gr / cm3 Yoğunluk, bir maddenin 1 cm3 ünün kütlesi olarak tanımlanır cm3

Yoğunluk saf bir maddenin ayırt edici özelliğidir. Maddenin miktarı değişse bile yoğunluğu değişmez. Yukarıda görülen bir bardağın içerisindeki ve küvetin içerisindeki suyun yoğunlukları aynıdır fakat miktarları farklıdır. 100 gr 50 kg

Kaldırma kuvveti-yoğunluk ilişkisi 50 ml Havada yapılan ölçüm :2N Suda yapılan ölçüm:1.8N 50ml Havada yapılan ölçüm: 2N Etil alkolde yapılan ölçüm:1.9N

Yukarıda izlediğimiz animasyona göre suda uygulanan kaldırma kuvveti etil alkolde uygulanan kaldırma kuvvetinden daha büyüktür. Etil alkolün yoğunluğu:0.79 g/cm3 Suyun yoğunluğu:1 g/cm3 tür. Bu sonuçlar bizi şu sonuca götürür: Sıvıların kaldırma kuvveti sıvının yoğunluğuna da bağlıdır.

Ana sonuç: Sıvıların kaldırma kuvveti : Fk Batan cismin hacmine: Vb Sıvının yoğunluğuna : ds bağlıdır. Bu da bizi Arşimed Prensibine götürür: Fk=Vb.ds.g Yer çekim alan şiddeti

Örnek Uygulamalar 1 Şekildeki farklı maddelerden yapılmış, eşit hacimli 1.2.3.4. katı cisimleri şekilde ki gibi suyun içinde dengededir. Suyun bu cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetlerini karşılaştırınız.

Örnek Uygulamalar 2 Hangi cisimlere etkiyen kaldırma kuvvetleri eşittir?

Örnek Uygulamalar 3 Şekildeki yuvarlak cismi yandaki kapta bulunan sıvının içine attığımız taktirde bu sıvı bu cisme bir kaldırma kuvveti Fk uygular. Bu kaldırma kuvvetini nasıl hesaplayabiliriz