10.sınıf fizik dersi kaldırma kuvveti, cisimlerin sıvı içindeki denge durumları ve taşırma kapları konu anlatımı
Özkütle farkından dolayı cisimler sıvı içerisinde farklı konumlarda dengede kalır. Özkütlesi sıvıdan büyük olan batar, eşit olan askıda kalır, küçük olan ise yüzer.
Yüzen cisimler
Hacminin bir bölümü sıvı içinde kalacak şekilde dengede olan cisimlere yüzen cisim denir.
Denizde gemiler ve içi hava dolu simitler yüzen cisimlere örnek verilebilir.
Özellikleri
1- Cismin özkütlesi sıvı özkütlesinden küçüktür.
dcisim < dsıvı
2- Cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir, çünkü cisim dengededir.
Fk = G
3- Cismin batma oranı, sıvı-cisim öz kütlesi oranını verir.
Örnek:
Eşit hacimli 3 bölmeye sahip K cismi sıvı içinde yüzmektedir.
Cismin özkütlesi d ise, sıvının özkütlesi kaç d dir?
Cismin hacmine 3V denilirse, batan hacmi V olacaktır.
Denklemde yerine yazılırsa;
sıvı özkütlesi,
dsıvı = 3d bulunur.
Askıda kalan cisimler
Sıvı içine tamamen girmiş ancak kap yüzeyi ile temas etmeden dengede olan cisimlere askıda kalan cisim denir.
Özellikleri
1- Cismin özkütlesi sıvı özkütlesine eşittir.
dcisim = dsıvı
2- Cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir, çünkü cisim dengededir.
Fk = G
3- Cisim kap yüzeyleriyle temas etmemeli, sıvı dışına çıkmamalıdır.
Yukarıdaki şekilde K, L ve M cisimlerinin yeri ne olursa olsun hepsi askıda kalmıştır,
K, L ve M cisimlerinin özkütleleri eşittir, sıvı özkütlesi ile aynıdır.
Batan cisimler
Cisim sıvı içinde kap tabanına temas edecek şekilde dengede ise bu cisme batan cisim denir.
Özellikleri
1- Cismin özkütlesi sıvı özkütlesinden büyüktür.
dcisim > dsıvı
2- Kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçüktür.
Fk > G
Bunun nedeni kabın tabanının cisme uyguladığı tepki kuvvetidir.
G = Fk + N
Fk = G – N dir. Fk > G dir.
Taşırma kapları
Ağzına kadar sıvı dolu olan ve içerisine cisim bırakıldığında sıvı taşan kaplara taşırma kabı denir.
Cisimlerin denge durumları ve taşan sıvı özellikleri aşağıda kısaca veriliştir.
Özellikleri:
Ağzına kadar su dolu taşırma kapları için,
1- Taşan sıvı ağırlığı her zaman kaldırma kuvvetine eşittir.
2- Taşan sıvı hacmi cismin sıvı içine batan hacmi kadardır.
3- Cisim yüzüyor veya askıda kalıyorsa, taşırma kabında ağırlaşma olmaz.
Çünkü cismin ağırlığı (Fk = G) kadar su taşar.
4- Cisim batmış ise taşırma kabında ağırlaşma olur. (Fk < G)
Ağırlaşma miktarı = cismi ağırlığı – kaldırma kuvveti
