15 Kasım 2010 Pazartesi

KALDIRMA KUVVETİ(8.SINIF 2.ÜNİTE KONU ANLATIMI)

KALDIRMA KUVVETİ
Her cisim,dünyanın merkezine doğru bir çekim kuvvetinin etkisindedir.Buna rağmen su yüzeyine bırakılan tahta parçası ya da gemilerin batmadığını,bazı balonların ise havada yukarı doğru hareket ettiğini görüyoruz.Bu olayların gerçekleşmesini sağlayan çekim kuvvetine zıt yönde bir itme kuvveti vardır.Bu itme kuvvetine “kaldırma kuvveti” denir.
Cisimlere etki eden bu çekim kuvveti ağırlık olarak adlandırılır ve yönü yerin merkezine doğru¬dur.
Cisimlerin ağırlıklarını ölçmek için kullandığımız
aracın adı dinamometredir.

Sıvıların Kaldırma Kuvveti
Sıvılar içlerinde bulunan cisimlere yukarı doğru bir itme kuvveti uygularlar. Bu kuvvete kaldırma kuvveti denir.(Arşimet bulmuştur)
Kaldırma kuvveti FK ile gösterilebilir.Birimi N'dur (Newton).
Kaldırma kuvvetinin yönü; ağırlık kuvvetiyle zıt yönde yani yukarı doğrudur.



Sıvı içinde tartılan cismin ağırlığı havadakine göre kaldırma kuvveti kadar azalır. Yani sıvının cisme uyguladığı kaldırma kuvveti, cismin havada ve sıvıda ölçülen ağırlıklarının farkına eşittir.

Cisim bir taşırma kabında olsa idi kaldırma kuvveti yeri değişen sıvının ağırlığına eşit olurdu.
Kaldırma Kuvveti Nelere Bağlıdır?
1.Batan kısmının hacmi
Bir cismin sıvı içine batan kısmının (hacminin) büyüklüğüne göre yer değiştirdiği sıvı miktarı da farklı olur.
Örneğin havadaki ağırlığı 20 N, 200 mL hacminde bir cismi içinde su bulunan dereceli bir silindire daldıralım.
Cismi suya 100 mL'si batacak şekilde daldırdığımızda dereceli silindir içindeki suyun da 100 mL yükseldiğini dinamometrenin gösterdiği değerin ise 15 N olduğu görülüyor. Cisme etki eden kaldırma kuvveti:
Kaldırma Kuvveti = Havadaki Ağırlık - Sıvıdaki Ağırlık
= 20-15 = 5N olur.
Sonuç olarak cismin sıvıya batan hacmi arttıkça cisme etki eden kaldırma kuvveti de artar.
Yani sıvı içindeki cisimlere uygu¬lanan kaldırma kuvvetiyle cismin batan kısmının hacmi arasında doğru orantı vardır.
2.Sıvının Cinsi
Farklı sıvılar içine batırılan cisme etki eden kaldırma kuvvetleri de farklıdır. Buradan kaldırma kuvvetinin sıvının cinsine göre değiştiği anlaşılır.
Suyun cisme, alkolden daha büyük bir kaldırma kuvveti uygulamasının nedeni suyun yoğunluğunun alkolün yoğunluğundan daha büyük olmasıdır.
NOT 1:Yoğunluk:Birim hacimdeki maddenin kütlesine yoğunluk (özkütle) “d” denir.Ypğunluk maddenin cinsine göre değişir.
NOT 2: Yoğunlukları farklı olan sıvılar bir kaba konulduğunda şekil¬deki gibi birbirlerine karışma¬dan dengede kalır.Yoğunluğu az olan sıvı üstte,fazla olan sıvı altta kalır. Su ile yağ aynı kaba konulduğunda yağın suyun üstünde toplandığını gözleriz.

Yani cismin içinde bulunduğu sıvı ne kadar yoğunsa, cisme etki eden kaldırma kuvveti de o kadar büyük olur.
Sıvı içindeki bir cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin batan hacmi ve sıvının yoğunluğu yanında cismin ve sıvının bulunduğu yerin yerçekim ivmesine de bağlıdır. Örneğin bir düzenek Ay'a götürüldüğünde cisme uygulanan kaldırma kuvvetinin büyüklüğü değişir.

SONUÇ:
Kaldırma Kuvveti:

1. Cismin sıvıya batan hacmi ile doğru orantılıdır.
2. Sıvının yoğunluğu ile doğru orantılıdır.
3. Cisme etkiyen yerçekimi kuvveti ile doğru orantılıdır
NOT:Şekilleri farklı olan cisimler,aynı cins sıvılara batırıp eşit hacimde sıvı taşırdığında,taşan sıvıların ağırlığı eşit olur.Bu olayda cisimlere uygulanan kaldırma kuvvetinin eşit olduğunu gösterir.
****Cisimlerin batan kısımlarının hacmi eşit ise kaldırma kuvveti cismin şekline bağlı değildir.
Gazların Kaldırma Kuvveti
Tüm maddeler gibi gazlarında yoğunluğu vardır,ancak yoğunlukları çok küçük olduğu için gözlemlenebilmesi oldukça zordur.
Sıvılar gibi gazlar da içlerine bırakılan cisimlere kaldırma kuvveti uygular.
Kaldırma Kuvveti:Cismin havasız ortamdaki ağırlığı-Cismin hava dolu ortamdaki ağırlığı
Kaldırma Kuvveti=F1-F2=50-40=10 N


NOT:Gazların kaldırma kuvveti,cismin hacmi kadar havanın(gazın) ağırlığına eşittir.
Gaz ortamda bulunan bir cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin hacmi ve gazın yoğunluğu ile doğru orantılıdır.
A.Cismin Hacmi
K ve L cisimlerinin havasız ortamda ağırlıkları eşit,hacimleri farklıdır.
Cismin hacmi arttıkça havanın uyguladığı kaldırma kuvveti artar.


B.Ortamdaki Havanın Cinsi
Özdeş iki cisim,yoğunlukları farklı iki ortama konuluyor.(dx < dy)

Ortamdaki gazın yoğunluğu arttıkça cisme uygulanan kaldırma kuvveti artar.
Gazlarda kaldırma kuvveti cismin hacmi ve havanın yoğunluğu ile doğru orantılıdır.


Hava İçindeki Cisimlerin Konumları
Havada bulunan cisimler yoğunluklarına göre aşağı düşebilir,askıda kalabilir,uçabilir.
dc=dh ise askıda kalır.
dc dc>dh ise yere düşer.
Uçan balonlarda da havanın kaldırma kuvvetinden yararlanılır.Havanın yoğunluğundan daha düşük yoğunluğa sahip H yada He gazları kullanılır.H gazı zararlı olabileceği için daha çok He kullanılır.Yada hava ısıtılarak yoğunluğu azaltılır.(Isınan havanın yoğunluğu azalır.)
a)Yükselen Cisim
• Cismin yoğunluğu,havanın yoğunluğundan küçüktür.
dcisim < dhava
• Kaldırma kuvveti cismin ağırlığından büyüktür.Cisim uçar.


b)Askıdaki Cisim
• Cismin yoğunluğu,havanın yoğunluğuna eşittir.
dcisim=dhava
• Kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir.Cisim askıda kalır.


c)Düşen Cisim
• Cismin yoğunluğu,havanın yoğunluğundan büyüktür.
dcisim>dhava
• Kaldırma kuvveti cismin ağırlığından küçüktür.Cisim düşer.

1 yorum: