SU, İÇİNDEKİ HER CİSMİ YÜZDÜREMEZ Murat Piker 7-A
Demirden yapılan gemiler denizde yüzdüğü hâlde, demir bilye batar. Bunun nedenini araştırınız. Taş parçasının suda batmasının, tahta parçasının yüzmesinin nedenlerini tartışınız. Taş, cam bilye, demir para gibi cisimler suda her zaman batar. Tahta, mantar, kağıt parçası gibi cisimler ise yüzer. Cisimlerin suda yüzme, askıda kalma veya batması sırasında cisme etki eden iki kuvvet vardır.Bunlardan biri cismin ağırlığıdır. Cisim ağırlığı nedeniyle sıvıya batmaya çalışır. Diğeri sıvının cisme uyguladığı itme (kaldırma) kuvvetidir.
Cismin ağırlığı kaldırma kuvvetinden büyükse cisim batar. Cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşitse cisim askıda kalır veya bir kısmı batmış olarak yüzer. Cisimlerin yüzebilmesi için ağırlığı ile kaldırma kuvvetinin eşit büyüklükte olması gerekir.
Cisimlerin su içerisindeki davranışı yoğunluklarına da bağlıdır. Demir bilyeyi suya attığımızda, batar. Demir bilyenin şeklini değiştirip küçük bir kayık haline getirirsek, yüzer. Yapmış olduğunuz değişiklik ile bilyenin birim hacimdeki madde miktarını (öz kütlesini = yoğunluğunu) azaltmış olduğumuzdan bilye yüzer hale gelmiştir. Gemilerin yapılışında da bu prensip kullanılmıştır. Kaldırma kuvvetinin varlığını ilk kez Archımedes (Arşimet) bulmuştur.
Sıvı içerisine batan bir cisme, sıvı tarafından uygulanan kaldırma kuvveti, cismin batan kısmının hacmine eşit hacimdeki sıvının ağırlığına eşittir. Buna Archimedes Prensibi denir. Archimedes prensibini matematiksel olarakta ifade edebiliriz. Kaldırma = cismin batan x sıvının x yer çekimi kuvveti kısmının hacmi yoğunluğu ivmesi
Kaldırma kuvveti “Fk”, cismin batan kısmının hacmi “Vb”, sıvının yoğunluğu “ds” ve yer çekimi ivmesi “g” ise; SI birim sisteminde hacim birimi “m3”, yoğunluk birimi “kg/m3”, yer çekimi ivmesi “N/kg” olduğunda ;
SORU: Yoğunluğu 800 kg/m3 olan zeytinyağına tamamen batırılmış çizme etki eden kaldırma kuvveti 32 newton ise, cismin hacmi kaç metreküptür. (Yanıt: 0,004m3)