Gazların Cisimlere Uyguladığı Kaldırma Kuvveti
Şekilli anlatımı için ( Word ) resmine tıklayınız...
Normal bir ortamda bir tenis topunun ağırlığını dinamometre ile ölçelim Daha sonra bu sistemi şekildeki gibi ortamdaki havayı pompa ile alabileceğimiz vakumlu bir sisteme koyup içerideki havayı alalım Dinamometrede, havayı aldıktan sonra gözlemlediğimiz değer daha da artacaktır Çünkü ortamdan havayı kaldırarak havanın topa uygulamış olduğu kaldırma kuvvetini de kaldırdık Buda sonraki değerin artmasına sebep oldu
Eğer havanın kaldırma kuvveti cismin ağırlığından büyük ise o cisim uçar Uçan balonlar ve zeplinler bu mantık ile havada uçar veya yükselir
Şekil – I de hava ortamında eşit kollu terazinin kollarına asılarak hacimleri farklı cisimler dengeleniyor Hava boşaltıldığında terazi Şekil – II deki durumu alıyor Çünkü hava ortamında, hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti uygulanır Hava dışarı alındığında bu kuvvet ortadan kalktığı için hacmi büyük olan cisim aşağı iner
Eğer havasız ortamda aynı terazi dengelendikten sonra hava ortamına çıkarılsaydı, bu durumda da hacmi büyük olan cisim yukarı kalkardı
Cisim ne kadar büyürse ona etki eden havanın kaldırma kuvveti fazlalaşır Bu yüzden 0,1 m3 cisme yaklaşık 1 N' luk kaldırma kuvveti etki ederken 0,5 m3' lük cisme yaklaşık 5 N' luk kaldırma kuvveti etki eder
Balon, hava akışkanlar içerisine konulmuş bir cisimdir Gaz sızdırmaz ipekli veya pamuklu kumaştan ya da plastik maddelerden yapılan balonun havada uçabilmesi için ortalama yoğunluğunun havanın yoğunluğundan az olması gerekir
Bunun için:
Balon içerisindeki hava ısıtılabilir
Balon içerisine havadan daha hafif olan helyum veya hidrojen gibi başka bir gaz doldurulabilir
Her iki durumda da balon havada yükselir
Bir uçan balonun irtifasının (yerden yüksekliğinin) kontrolü, balon ve içindeki gazdan oluşan sistemin yoğunluğunun değiştirilmesi ile sağlanır Yani sistemin yoğunluğu azaltılırsa balon irtifa kazanır yükselir , tersi yapılırsa irtifa kaybeder yere yaklaşır
Bir cismin kendinden daha yoğun cisimler içinde yüzer veya uçar
Atmosferde yukarılara doğru çıktıkça gazların (atmosferin) yoğunluğu azalır Bu sebeple balonların uzaya kadar çıkmaları çok zordur Bir yükseklikten sonra balonun atmosferden az olan yoğunluğu belli bir yükseklikten sonra eşitlenebilir Yalnız şunu da unutmamak gerekir Yukarılara doğru çıktıkça yoğunlukla beraber atmosferin basıncıda azalır
Gazların kaldırma kuvveti nelere bağlıdır? GAZLARIN KALDIRMA KUVVETİ
Gazlar içindeki cisimlere kaldırma kuvveti uygular Kaldırma kuvveti
sıvıların kaldırma kuvveti gibi hesaplanır
Kaldırma kuvveti = Batan kısmın hacmi Gazın öz kütlesi
Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü şunlara bağlıdır:
1)Cismin batan kısmının hacmine(Vb)
2)Sıvının yoğunluğuna (ds)
3)Ortamın çekim ivmesine (g)
bağlıdır
Şekil – I de hava ortamında eşit kollu terazinin kollarına asılarak hacimleri farklı cisimler dengeleniyor Hava boşaltıldığında terazi Şekil – II deki durumu alıyor Çünkü hava ortamında, hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti uygulanır Hava dışarı alındığında bu kuvvet ortadan kalktığı için hacmi büyük olan cisim aşağı iner
Eğer havasız ortamda aynı terazi dengelendikten sonra hava ortamına çıkarılsaydı, bu durumda da hacmi büyük olan cisim yukarı kalkardı
Gazlarda, sıvılar gibi cisimlere kaldırma kuvveti uygular
Bu kaldırma kuvvetinin değeri sıvılarda olduğu gibi cisim tarafından yeri değiştirilen havanın ağırlığına eşittir Havanın kaldırma kuvveti
Fkaldırma = Vcisim dhava g
bağıntısından hesaplanır
Bu bağıntıya göre, hacmi büyük olan cisimlere hava tarafından uygulanan kaldırma kuvveti de büyük olur
Bir cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetinden büyük ise, cisim yere doğru düşer
GC > FK
Bir cismin ağırlığı, havanın kaldırma kuvvetine eşit ise, cisim havada askıda kalır
GC = FK
Bir cismin ağırlığı havanın kaldırma kuvvetinden küçük ise, cisim yükselir
GC < FK
Şekil - I de hava ortamında eşit kollu terazinin kollarına asılarak hacimleri farklı cisimler dengeleniyor Hava boşaltıldığında terazi Şekil - II deki durumu alıyor
Çünkü hava ortamında, hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti uygulanır Hava dışarı alındığında bu kuvvet ortadan kalktığı için hacmi büyük olan cisim aşağı iner Eğer havasız ortamda aynı terazi dengelendikten sonra hava ortamına çıkarılsaydı, bu durumda da hacmi büyük olan cisim yukarı kalkardı
Örnek 1
Öz kütlesi 2 g/cm3 olan eşit bölmeli bir cisim sıvı içerisine bırakıldığında şekildeki gibi yüzüyor
Buna göre sıvının öz kütlesi kaç g/cm3 tür?
A) 1,5 B) 3 C) 4,5 D) 6
Çözüm
Cevap D
Örnek 2
Yoğunluğu 0,5 g/cm3 olan 10 cm3 hacmindeki K cismi su içerisinde bir iple kabın tabanına bağlanmıştır
İpte oluşan gerilme kuvveti kaç N dur?
(dsu = 1 g/cm3 ve g = 10 N/kg)
A) 0,05 B) 1,5 C) 3 D) 5
Çözüm
Yukarı yönlü kuvvetlerin toplamı aşağı yönlü kuvvetlerin toplamına eşit olacağından,
Fk = T + G dir
T = Fk – G
T = Vb ds g – Vc dc g
T = 10 1 10–2 – 10 0,5 10–2
T = 0,05 N
| 
