9.sınıf ve 10.sınıf fizik dersi kaldırma kuvveti konu anlatımı, sıvıların kaldırma kuvveti nelere bağlıdır, formülü ders notları
Sıvıların kaldırma kuvveti
Sıvı içerisine kısmen veya tamamen batmış cisimlere sıvı tarafından yukarı doğru bir itme kuvvet uygulanır, bu kuvvete kaldırma kuvveti denir.
Fk ile gösterilir. Birimi Newton (N) dur. Yukarı yönlüdür.
Fk = kaldırma kuvveti
Vb = cismin sıvı içerisindeki batan hacmi
ds = sıvının özkütlesi
g = yerçekimi ivmesi olmak üzere,
kaldırma kuvveti formülü;
Özellikleri
1- Kaldırma kuvveti ile sıvının özkütlesi doğru orantılıdır.
Deniz suyu havuz suyuna göre daha yoğundur. Bir cisme deniz suyu havuz suyuna göre daha fazla kaldırma kuvveti uygular.
2- Kaldırma kuvveti ile cismin batan hacmi doğru orantılıdır.
Yüzen bir cismi suyun içine doğru batırdığımızda, cisim üzerine uygulanan kaldırma kuvveti artar.
3- Kaldırma kuvveti her zaman yeri değişen sıvının ağırlığına eşittir.
Bir cismi sıvı içerisine bıraktığımızda hangi konumda dengede kalırsa kalsın bir miktar sıvının yeri değiştirir.
Yeri değişen sıvı nedeniyle sıvı seviyesi yükselir veya sıvı kaptan taşar.
Yeri değişen sıvının hacmi cismin batan hacmine (Vb) eşittir.
Yeri değişen sıvının ağırlığı kaldırma kuvvetine (Fk) eşittir.
Cismin batan hacmi artarsa, yeri değişen sıvı miktarı artar ve kaldırma kuvveti de artar.
Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi, yüzen cisimden dolayı bir miktar sıvının yeri değişmiştir ve sıvı seviyesi yükselmiştir.
Her zaman kaldırma kuvvetine eşit sıvının yeri değişir.
Ağzına kadar dolu taşırma kabına cisim bırakılırsa yeri değişen sıvı kaptan taşacaktır.
Taşan sıvının hacmi, cismin batan hacmine eşit olur.
Taşan sıvının ağırlığı ise kaldırma kuvvetine eşit olacaktır.
Ek bilgi;
9.sınıf fizik bilgimizi hatırlayalım özkütle formülünde kütle m = d.v ifadesi, ağırlık formülünde G = m.g de yerine yazılırsa G = m.d.v eşitliği bulunur. Kaldırma kuvveti formülü buradan elde edilir.
Hava ve sıvı içerisinde ağırlığın farklı olması
Sıvı içerisine bırakılan cisme ağırlığına zıt yönde yukarı doğru kaldırma kuvveti etki eder, bu nedenle sıvı içinde cismin ağırlığı azalır.
Cismin ağırlığı kaldırma kuvveti kadar azalır.
Havadaki ağırlık ile sıvıdaki ağırlık farkı kaldırma kuvvetini verir.
Kaldırma kuvveti neden oluşur?
Sıvı içerisine bırakılan cisme yerini aldığı sıvı molekülleri tarafından bir itme kuvveti uygulanır.
Bu kuvvet sıvı basınç kuvvetidir.
Aşağıda resimde görüldüğü gibi sıvı basınç kuvveti aynı derinlikte yan yüzeylere eşit büyüklükte etki ederken,
Üst ve alt yüzeye derinlikleri farklı olduğu için farklı büyüklükte etki eder.
Cismin alt yüzeyi daha derinde olduğu için sıvı basınç kuvveti F2 daha büyüktür.
F2 > F1
Bu iki sıvı basınç kuvvetinin bileşkesi kaldırma kuvvetine eşittir.
