Suyun Kaldırma Kuvveti


Arşimet tarafından farkedilen ve ileri sürülen bir ilkeyle, suyun kaldırma kuvveti açıklığa kavuşmuştur. Su kendi yoğunluğundan da az yoğunluğa sahip olan cisimleri, yüzeyine doğru itmektedir. Yoğunluk farklılıklarından ortaya çıkan itme kuvveti etkisiyle cisim yüzmeye başlar. Burada her ne kadar gemi ve deniz mühendisliğinin alanına girdiğinden, örnek su olarak alınmışsa da bu ilke sıvılar için genel kuraldır.
Yoğunluk karşılaştırması basit şekilde söyle yapılabilir: Elinize alacağınız bir kabı taşana kadar doldurun. Tabi önce o kabı da ondan daha büyük olan başka bir kaba koyun. Sonrada yüzebilecek herhangi bir cismi kaba atın. Büyük kapta biriken taşma suyu, varsa bir ölçekle (çamaşır makinesi toz ölcüsü veya ölçekli şu sürahisi de olur) hacmini, bir teraziylede ağırlığını ölcün. Sonra bir bölme işlemiyle ağırlığını, hacme bölün. Bulduğunuz o rakam kabaca o cismin yoğunluğunu verir. Bu sayı birden küçükse kaba attığınız çisim şu an suda yüzüyor durumdadır. Birden büyükse suya batmıştır. Anlaşılacağı gibi içme suyu kullandığımız düşünülmüştür ve içme suyunun yoğunluğu 1'dir.
Aslında bu doğal olay yüzmenin de nasıl gerçekleştiğini ortaya koyar. Arşimet bu deneyi aynı büyüklükteki iki altın parçayı terazinin iki koluna bağlayıp birini suya batırarak yapmıştır. Yukarıda açıklanan kendi bulduğu yöntemle altınların ikişide gerçekse yoğunluklarının aynı kalacağını, biri farklı karışımlardan oluşan altınsa yoğunluk farkıyla ortaya çıkacağını ileri sürmüş ve kanıtlamıştır.

SUYUN KALDIRMA KUVVETİ


SUYUN KALDIRMA KUVVETİ İlk bilim adamlarından biri olan Archimadas M.Ö. 287-212 yıllarında Yunanistan’da yaş**ıştır.Bir rivayete göre, banyosunu yaparken suyu ağzına kadar doldurup içine girmiş ve vücudunun suyu taşırmasıyla çok ilgilenmiştir.Bunun üzerine su gibi bir sıvı içine konulan her şeyin yukarı doğru itildiğini ve bu itme kuvvetinin yer değiştiren yani taşan sıvının ağırlığına eşit olduğunu söylemiştir. Archimadas yüzen cisimler isimli eserinde şu prensibi ortaya koymuştur.Bir sıvının veya gazın içine batırılmış bir cisim, batan bölümünün hacmi kadar yukarıya doğru itilir.Cismi kaldıran bu kuvvet yer çekiminin ağırlığı da kuvvet miktarı kadar azalır.Arşimed bu prensibinden cisimlerin hacminin hesabında istifade etti.Suyun yoğunluğu bir gram/cm3 olduğundan su içine daldırılan bir cisim hacmi kadar ağırlıkla suyu taşırır.O halde taşan suyun ağırlığı cismin hacmini verecektir.Deniz altıların çalışması Arşimed prensibinin doğruluğunu deneyler gösterdi. Örneğin banyodan çıktıktan sonra kol ve bacaklarımızı kurşun gibi ağır hissederiz.Bunun sebebi banyo içindeyken vücudun ağırlığını hemen hemen kaybetmesi su tarafından “ kaldırılması” dır.Her sıvı yada gaz,içine konan eşyaya kaldırma gücü uygulanır. Bir eşya bir sıvı yada gaz içine konduğu zaman iki şey olur.Eşya bir kısım sıvı yada gazın yerini değiştirir ve bir kısım ağırlığını da kaybeder.Deneyler ise yer değiştiren sıvı veya gazın ağırlığının eşyanın ağırlık kaybına eşit olduğunu gösterir. Bir deniz altı yer değiştirdiği suyun ağırlığını safra tankları vasıtasıyla kontrol eder.Safra tankları boşken (su basınçlı havayla dışarı atılmış olarak)deniz altı kendi ağırlığındaki sudan fazlasına yer değiştirir ve bir gemi gibi denizin üstünde yüzer.Safra tankları dolunca ağırlığı,suyun kaldırma gücünden fazla olduğu için dolar. Yada suyun içine, iple bağladığımız bir demir parçasını sarkıtarak, demiri su içinde kolaylıkla aşağı yukarı hareket ettirebiliriz ama sudan çıkardığımız vakit demir çok daha ağırlaşmış gibi gelir.Arşimed bunun nedenini açıklamıştır. Su gibi bir sıvı içine konulan her şeyin yukarı doğru itildiğini ve bu itme kuvvetinin yer değiştiren yani taşan sıvının ağırlığına eşit olduğunu söylemiştir. ARŞİMED PRENSİBİ Tamamı veya bir kısmı bir akışkanın (sıvı veya gaz) içine batırılan cisimlere,yukarı doğru, yönlenmiş bir kaldırma kuvveti etki eder.Bu kuvvet, cismin akışkana batmasıyla yer değiştiren akışkanın ağırlığına eşittir. Yer değiştiren akışkanın hacmi, cismin batan kısmının hacmine eşittir.O halde hacmi (V) olan bir cisim, özgül ağırlığı (g) olan bir sıvıya tamamen batmış vaziyette ise, bu cisme etki eden kaldırma kuvveti = F=V.g olur. Kısaca bir sıvının, bir cisme uyguladığı kaldırma kuvveti cismin taşırdığı, sıvının ağırlığına eşit olduğu için cisim ; batan hacmi kadar sıvı hacmi taşıracağından dolayı aşağıdaki grafik ortaya çıkar.Cisim ağırlığı sıvının kaldırma kuvvetinden büyük ise cisim batar.Bu durumda cismin özgül ağırlığı (g’) sıvının özgül ağırlığından büyüktür. G G> F, g’>g Cismin ağırlığı, sıvının kaldırma kuvvetine eşit ise,cisim sıvının içinde her yerde dengede özgül ağırlığına eşittir. G=F , g’=g Özgül ağırlığı, sıvının özgül ağırlığından küçük olan cisimler ise bir kısmı batmış vaziyette yüzerler.Batan kısmın hacmi (V8) ile gösterilse F = VB g olur.Yüzen cisimler denge halinde olduklarından F=G ‘ dir. F=G ,

SU MOLEKÜLÜ
Suyun niteliği anlatılırken tadının ve kokusunun olmadığı söylenir.
Ama bir yaz günü içtiğimiz suyun şekerden bile tatlı olduğunu hepimiz biliriz.
Her yerde mevcuttur.Bomboş ve taş duvardan yapılmış bir oda içinde dursak bile su vardır.
Nerede mi?Kendimizde.Zira bizlerin % 65’ini su oluşturur.
Bu oran patateste %80,domateste %95’e çıkar.
Pekçok sıvı madde donduğunda %10 kadar küçülür.
Su da öyledir,ama bir bakıma da öyle değildir.
Zira tam donma noktasında ilginç bir fiziksel özellik kazanarak genişler.
Donma işlemi bitip katılaştığında eskisinden %10 daha hacimlidir.
Buzun bu niteliği çok önemlidir.Zira suyun üzerinde kalmasını sağlar.
Sebebi ise sudan daha az yoğun oluşudur.
1 dm3 buz,0,9 dm3 kısmı su yüzeyinin altında kalmak üzere suya batar.
Batan kısım nedeniyle 0,9 dm3 su ile yer değiştirir.
Yer değiştiren su 1 dm3 buzun tamamı kadar ağırlıktadır.
Böylece su,buzu,0,1 dm3 kısmı suyun üstünde kalacak şekilde yüzdürür.
Tersi olsaydı,yani buz batsaydı,göller ve denizler diplerinden başlayarak donarlardı.
Bir oksijen atomu ile ona bağlanan iki hidrojen atomu su molekülü oluşturur.
Oksijen yanmayı sağlayan elementtir.Hidrojenin bizzat kendisi yanıcı özelliktedir.
Yanmaya eğilimli bu iki element uygun oranda birleşince ateş söndürücü hale gelmiş olur.
Hidrojen atomları oksijen atomlarına sıkıca bağlanırlar.
Ama diğer su molekülleri ile de gevşek bağlar kurarlar.
Bir su molekülünü işaretleyip onu gözlemlediğimizi düşünelim.
Onun bağlı olduğu molekülü bırakıp diğerine bağlandığını görürdük.
Kısa bir süre sonra onu bırakıp bir başkasına bağlanacaktır.Böyle sürüp gider.
Bir bardak içindeki suyun sakin bir şekilde duruyor gözükmesi aldatıcıdır.
Oysa içindeki herbir molekül bir saniye içinde milyarlarca defa başka molekülle bağlantı kurar.
Moleküllerin birbirleriyle sağlam olmayan bağlantıları aynı zamanda güçlü olmalarını da sağlar.
Suyun yüzeyindeki direnç bu nedenle oluşur.
Bir su birikintisinin yüzeyindeki moleküller,alt ve yan taraflardaki moleküller ile bağlantılıdır.
Ama bunların bağlantıları,üst taraflarındaki hava molekülleri ile oluşturdukları bağlardan daha güçlüdür.
Bu bağlılık,bir böceği taşıyabilecek kadar güçlü bir zar yaratır.
Eğer yüzme havuzuna karınüstü atlarsak bu zar direnci yüzünden göbeğimiz acır.
Bilimadamları yerküredeki su miktarının 1,3 milyar kilometreküp olduğunu söylüyor.
Bu miktar sabittir,eksilmez veya artmaz.Bunun büyük kısmı okyanuslara aittir.
Nicelik olarak belirtirsek,yeryüzündeki bütün suların %97’si denizlerde bulunur.
Geriye kalan %3 miktarındaki su tatlıdır,onun da çoğu buz katmanları halindedir.

Teşekkürler..