1. SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ
Sıvının kaldırma kuvveti
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 )
A.Ç
SIVI İÇİNE BATIRILAN BİR CİSME UYGULANAN BASINÇ KUVVETİ
F1
F2
F3
cisim
sıvı
F2
Sıvı içine batırılan bir cismin durumu
Şekildeki cisim sıvı içerisine batırılmıştır. Cismin yan yüzeylerine uygulanan sıvının basınç
kuvveti birbirine eşittir. ( F3 = F4 )
Cisme alt yüzeyden uygulanan basınç kuvveti ( F2 ) ,üsten uygulanan basınç kuvvetinden
( F1 ) daha fazladır. ( Derinlik farkından dolayı )
Bu durumda cismin alt yüzündeki basınç kuvveti ( F2 ),üst yüzündeki basınç
kuvvetinden ( F1 ) büyük olur.
F >F
2
1
F2 - F1 farkı ise Kaldırma Kuvvetinin doğmasına yol açar.
A.Ç
DENEY : Sıvıların kaldırma kuvveti
AMAÇ : Sıvıların kaldırma kuvvetini görme ve ölçmeyi öğrenme
Araç Gereçler : İki adet beher bardağı,dinamometre,su,ispirto,taş,ip
Deneyin Yapılışı : Bardağın birine su diğerine ispirto koyunuz.Taşı iple bağlayarak
dinamometrenin çengeline takınız.Daha sonra taşın havadaki ağırlığını okuyup yazınız.
Aynı şekilde taşı,su ve ispirto içinde tartınız,ağırlıklarını yazınız.
Dinamometre
İspirto
Su
Taş
a. Havada
b. Suda
c.İspirtoda
Bir cismin havada suda ve ispirtodaki ağırlıkları
A.Ç
DENEYİN SONUCU :
Taşın havadaki ağırlığı,sudaki ve ispirtodaki ağırlığından büyüktür.Sıvıların
kaldırma kuvveti olmasaydı taşın ağırlığının değişmemesi gerekirdi.
Taşın,sudaki ağırlığının ispirtodaki ağırlığından büyük olmasını nasıl
açıklarsınız? Sıvıların kaldırma kuvveti sıvının yoğunluğuna bağlıdır.
dsu> dispirto
NOT
Sıvıların yoğunluğu arttıkça kaldırma kuvvetleri de fazla olur.
A.Ç
DENEY : Kaldırma kuvvetinin ölçülmesi
AMAÇ : Su içine batırılan bir cisme,su tarafından uygulanan kaldırma
kuvvetini ölçerek bulma.
Araç Gereçler : Dinamometre,beher bardağı,taş,su,ip
DENEYİN YAPILIŞI:
Taşı ipe iyice bağlayarak ipi
dinamometrenin çengeline takınız.Taşın havadaki ağırlığını
ölçerek not ediniz.Behere su
koyup,taşı suyun içine batırıp
sudaki ağırlığını ölçünüz.
Dinamometre
Su
Taş
a. Havada
b. Suda
A.Ç
DENEYİN SONUCU : Suyun taşa uyguladığı kaldırma kuvveti ,taşın
hafiflemesine neden olur.Bu nedenle taşın havadaki ağırlığı ile su içindeki ağırlığı
birbirinden farklıdır.Bunu şöyle ifade edebiliriz:
Kaldırma kuvveti = Cismin havadaki ağırlığı - Cismin su içindeki ağırlığı
Örnek : Havada 180 N,su içinde 150 N gelen bir cisme uygulanan
kaldırma kuvveti kaç N olur?
Çözüm :
Havadaki ağırlık : 180 N
Sudaki ağırlık
Kaldırma kuvveti = Havadaki - Sudaki
ağırlık
ağırlık
: 150 N
Kaldırma kuvveti : ?
Kaldırma kuvveti = 180 - 150
Kaldırma kuvveti = 30 N
A.Ç
Sıvı içerisine batırılan bir cisim sıvı tarafından yukarı doğru itilir,bu itme
kuvvetine sıvının kaldırma kuvveti denir.
ARCHİMEDES ( ARŞİMED ) YASASI
Sıvı içine batırılan bir cisim taşırdığı veya yerini değiştirdiği sıvının ağırlığı kadar
kendi ağırlığından kaybeder.
Başka bir ifadeyle;
Sıvı içerisine batırılan bir cisim,yerini değiştirdiği veya taşırdığı sıvının ağırlığına
eşit bir kuvvetle aşağıdan yukarı doğru itilir.Bu itme kuvvetine sıvının
KALDIRMA KUVVETİ denir.
KALDIRMA KUVVETİ = CİSMİN HACMİ
Kaldırma kuvveti,cismi sıvı yüzüne doğru hareket etmeye zorlar ve onun
hafiflemesine yol açar.
A.Ç
SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ :
Sıvıların kaldırma kuvveti;
1. Sıvının öz ağırlığı ile,
2. Cismin sıvıya batan hacmi ile
doğru orantılıdır.
Kaldırma kuvveti =
Batan cismin
hacmi
Sıvının kaldırma kuvveti = FK
Cismin batan kısmının hacmi = Vb
Sıvının öz ağırlığı = d
AYRICA;
Sıvının kaldırma
kuvveti
X
Sıvının öz ağırlığı
FK = Vb . d
= Cismin havadaki
ağırlığı
Olur.
- Cismin su içindeki
ağırlığı
A.Ç
Örnek : Havadaki ağırlığı 156 gf olan bir demir parçasının su içindeki ağırlığı
ne olur?( Demirin öz ağırlığı 7,8 gf / cm3 )
G
Çözüm :
G
G = 156 gf
V=
d=
d
V
A) İlkin demirin
d = 7,8 gf / cm3
hacmi bulunur.
156 gf
V = 20 cm3
V
=
V=?
7,8 gf / cm3
B ) Kaldırma kuvveti hesaplanır:
dsu = 1 gf / cm3
Vb = 20 cm3
FK = V b . d
FK = ?
C)
FK = 20 cm3.1 gf / cm3
FK = 20 gf
Kaldırma kuvveti = Havadaki ağırlık - Sudaki ağırlık
FK = Ghava - Gsu
Gsu = Ghava - FK
Gsu = 156gf - 20 gf
Gsu = 136 gf
A.Ç
Örnek : Bir mermer parçasının havadaki ağırlığı 33,8 gf geliyor.Bu mermer su
içinde tartılınca 20,8 gf geliyor.
a) Mermerin hacmi
b ) mermerin öz ağırlığı ne olur?
Çözüm :
Önce kaldırma kuvvetini bulalım:
Ghava = 33,8 gf
FK = Gh - Gsıvı
Gsu = 20,8 gf
FK = 33,8 -20,8
FK = 13 gf
a ) Mermerin hacmi :
d=?
V=?
FK = Vb . d
FK = ?
13= Vb .1
Vb = 13 cm3
Olur.
b) Mermerin öz ağırlığı:
G = 33,8 gf
d= G / V
d=
V = 13 cm3
d=?
d = 2,6 gf / cm3
33,8 gf
13 cm3
Olur.
A.Ç
Soru : Hacmi 14 cm3 olan bir taş parçası suda tartırsa kaç gram gelir?
Soru : Bir cismin havadaki ağırlığı 270 gf,sudaki ağırlığı 170 gf olduğuna
göre,cismin öz ağırlığını bulunuz?
A.Ç
Soru : Bir cisme etki eden kaldırma kuvveti ile ilgili aşağıdakilerden hangisi
doğrudur?
A ) Cismin ağırlığı ne kadar fazlaysa o kadar çok
kaldırma kuvveti uygulanır.
B ) Batan bir cisim için kaldırma kuvveti sıvının
ağırlığından küçüktür.
C ) Sıvı içinde,askıda kalmış bir cisim için kaldırma kuvveti
cismin ağırlığından büyüktür.
D ) Sıvı miktarını artırırsak kaldırma kuvveti de artar.
A.Ç
A.Ç
BİR CİSİM NE ZAMAN YÜZER?( CİSİMLERİN YÜZME ŞARTLARI )
DENEY : Bir cisim ne zaman yüzer ?
AMAÇ : Cisimlerin hangi şartlarda yüzdüğünü kavrar.
Araç Gereçler : Geniş ve derin cam kap,su,tuz,taze yumurta,karıştırıcı çubuk
DENEYİN YAPILIŞI :
I. Kap içine su koyduktan sonra,yumurtayı suya bırakınız.Yumurtanın battığını
gördünüz mü ? ( Yumurta batmıyorsa taze değildir.Taze yumurta bulunuz.)
Yumurtanın batmasının nedeni,ağırlığının,suyun kaldırma kuvvetinden büyük
olmasındandır,değil mi?
Su
Yumurta
A.Ç
II. Daha sonra su içine azar azar tuz atarak suyu bir cam çubukla karıştırınız.
Yumurta yavaş yavaş yükseldiğini ve tuzlu su içinde durduğunu görürsünüz.
Bu deneyde tuzlu suyun öz ağırlığı büyüdüğünden kaldırma kuvveti de ( FK )
büyümüş ve cismin ağırlığına eşit olmuştur.Bu halde yumurta,tuzlu suyun içinde
bıraktığınız yerde kalır.
Bu durumda kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşit olunca cismin öz ağırlığı da
sıvının öz ağırlığına eşit olur. Neden ?
Tuzlu su
Yumurta
Demek ki bir cismin ağırlığı,cismin tümünün sıvı içine batması halindeki kaldırma
kuvvetine eşit ise,cisim sıvının içinde durur,bu halde sıvının özgül ağırlığı cismin
özgül ağırlığına eşittir.
A.Ç
III. Suya daha fazla tuz atarak ve cam çubukla karıştırarak deneye devam edelim.
Yumurtanın yavaş yavaş yükseldiğini ve nihayet bir kısmının sıvı dışına çıktığını
görürüz.
Tuzlu su
Yumurta
Yumurtanın öz ağırlığı sıvının öz ağırlığından büyük olduğu için yumurta yüzer.
A.Ç
DENEYİN ŞEKLİ
Su
Tuzlu su
Yumurta
I.Batar.
II.Dengede kalır.
III. Yüzer.
DENEYİN AÇIKLANMASI :
Tuzlu suda daha fazla tuz eritmekle sıvının öz ağırlığını artırdığımız için FK kaldırma
kuvveti büyüyor.(bütün hacminin batması durumunda) ve cisim G ağırlığından daha
büyük olmaya başlayınca yumurtayı yukarı doğru hareket ettiriyor.
Bu kuvvetin etkisi altında hareket eden yumurtanın bir kısmı sıvıdan dışarı çıkınca sıvı
içinde kalan kısmın hacmi,dolayısıyla kaldırma kuvveti de küçülerek cismin ağırlığına eşit
bir değer alınca cisim,sıvı yüzünde dengede kalır. FK = G ‘dir.İşte bir cismin bir sıvı
yüzünde dengede kalmasına YÜZME denir.
Demek ki bir cisim bir sıvı üzerinde yüzüyorsa,cismin sıvı içine batan kısmına ait
kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir.
A.Ç
CİSİMLERİN YÜZME ŞARTLARI
Kaldırma kuvveti ( FK )
Cisim
su
Ağırlık ( G )
Sıvı içerisine batırılan bir cisme iki yönden kuvvet etki eder:
1. Cismin ağırlığından dolayı aşağıya doğru bir kuvvet ( G )
2. Sıvının kaldırma kuvvetinden dolayı yukarı doğru iten bir kuvvet ( FK )
Şu halde sıvı içerisinde bulunan bir cisim G ve FK kuvvetlerinin etkisinde kalır.
G v e FK kuvvetlerinin birbirlerine göre,büyüklük bakımından,değişik üç
durumu olabilir;
A.Ç
I. G > FK DURUMU:
İspirto (d= 0,8 gf / cm3 )
Buz parçası ( d = 0,9 gf / cm3 )
(I)
Cismin ağırlığının yerini değiştirdiği sıvı ağırlığından büyük olması G > FK halinde ,cisim G - FK kadar bir kuvvetle dibe batar.
Ya da; Bir cisim,öz ağırlığı kendi öz ağırlığından küçük olan bir sıvıda BATAR.
dbuz > dispirto
A.Ç
II. G = FK DURUMU :
Su+ispirto ( d = 0,9 gf / cm3 )
Buz ( d = 0,9 gf / cm3 )
( II )
Cismin ağırlığı,yerini değiştirdiği sıvının ağırlığına eşit ise,sıvı cismin ağırlığını
dengeler. G = FK olur.
Cisim,bırakıldığı yerde dengede kalır.
Ya da ; Bir cismin öz ağırlığı kendi öz ağırlığında eşit olan bir sıvı içinde
bırakıldığı yerde dengede kalır.
dsıvı = dcisim
A.Ç
III. G < FK DURUMU :
Buz ( d = 0,9 gf / cm3 )
Su ( d = 1 gf / cm3 )
( III )
Cismin ağırlığı yerini değiştirdiği sıvı ağırlığından küçük ise,cisim, FK - G kadar
bir kuvvetle yukarı itilir ve sıvı yüzünde bir kısmı batmış halde YÜZER.
Ya da ; Bir cismin öz ağırlığı kendi öz ağırlığından büyük olan bir sıvıda
YÜZER.
dsıvı > dcisim
A.Ç
DENEYİN ŞEKLİ
İspirto
Su + ispirto
Su
Buz
I. Batar.
II. Dengede kalır.
III. Yüzer.
NOT
Gemi yapımında öz ağırlığı sıvınınkinden büyük olan maddeler
kullanıldığı halde,cismin hacmini büyüterek gemilerin yüzmesi sağlanır.
A.Ç
F.Ç
Cevap
F.Ç
Download

suyun kaldırma kuveti yüzme şartları