Suyun kaldırma kuvveti, milattan önce 287 ve 212 yılları arasında yaşayan matematikçi, filozof ve mühendis Yunanlı Arşimet tarafından bulunmuştur. Günümüze kadar ulaşan rivayetlere göre şehrin yöneticisi kendisine hediye edilen altın bir tacın tam olarak saf olup olmadığını bilmek ister ve bunun için Arşimet'i görevlendirir. Arşimet bu problem üzerine çalıştığı sıralarda bir gün hamamda tası suyun içine batırdığı sırada belirli miktarda suyun yükseldiğini fark eder. Bunun üzerine çıplak bir şekilde "Buldum!" (Latince: Eureka) diye bağırarak hamamdan koşarak çıktığı söylenir. Bulduğu bu prensibi kullanarak altın taç problemini de çözer.

Bu büyük kaşifin Roma generali Marcellus'un Sirakuza'yı kuşatması sırasında oldukça aktif rol aldığı rivayet olunmuştur. Çok ağır taşları mancınıklara veya surlara taşıyabilmek için basit makine prensiplerinden yararlanarak düzenekler hazırladığı bilinmektedir. Büyük aynalar kullanarak güneş ışığını yansıtıp Roma donanmasının bazı gemilerini yaktığı da rivayetler arasındadır. Arşimet'in Sirakuzalı olması ve aktif olarak rol alması kuşatmayı hatırı sayılacak biçimde uzatmıştır.

Suyun kaldırma kuvvetini bulan bu büyük düşünür, milattan önce 212 yılında Sirakuza'nın işgalinin hemen ardından öldürülmüştür. Rivayete göre Arşimet evinde kumlar üzerinde çemberler çizerek bazı hesaplamalar yapmaktadır. Bu sırada gelen bir Roma askeri, General Marcellus'un kendisini görmek istediğini bildirir. Fakat Arşimet, daha önemli işleri olduğunu söyleyerek bu isteği sert bir şekilde geri çevirir. Ardından asker çemberleri bozarak emri yineler. Arşimet de bu harekete "Çemberlerime dokunma!" diyerek çıkışır. Nihayetinde bu büyük filozofun kesik başı çemberlerinin arasına düşer.

Suyun kaldırma kuvveti, suyun içerisine bırakılan bir cisme etki eden, vektörel olarak su yüzeyine doğru yönlenmiş bir kuvvet olup, söz konusu cismin batan hacmi, suyun özkütlesi ve yer çekimi ivmesine bağlıdır. Matematiksel olarak.

Şeklinde ifade edilir. Burada V - cismin batan hacmi, d - suyun özkütlesi, g - yer çekimi ivmesidir.

Su içerisine bırakılan bir cisme iki kuvvet etki etmektedir. Bunlardan ilki hayat boyu her an tecrübe ettiğimiz ve bizi yeryüzüne bağlayan yer çekimi kuvveti ve diğeri ise suyun kaldırma kuvvetidir. Yer çekimi kuvveti daima suyun tabanına doğru, suyun kaldırma kuvveti ise onun zıttı olarak suyun yüzeyine doğrudur. Bu durumda su içerisine bırakılan bir cisim için üç farklı sonuç ortaya çıkmaktadır. F - suyun kaldırma kuvveti, G yer çekimi kuvveti olmak üzere bu üç durum şu şekildedir:

Bu durumda cisme etkiyen net kuvvet sıfırdır. Yani Newton'un birinci kanunu (Eylemsizlik) gereği cisim hareketli ise hareketine devam eder, durgun ise bu durgunluğunu korur. Yani cisim suyun içerisinde nereye bırakıldıysa öylece kalır.

Bu durum suyun kaldırma kuvvetinin, cisme etki eden yer çekimi kuvvetini yendiği anlamına gelmektedir. Eğer cisim su yüzeyine bırakılırsa, yüzeyde bırakıldığı gibi dengede kalır. Eğer suyun içerisine bırakıldıysa, bu durumda da cisim suyun yüzeyine doğru etki eden kuvvet sayesinde çıkar ve daha sonra dengede kalır.

Sonuncu durumda yer çekimi kuvveti, suyun kaldırma kuvvetinden daha büyüktür ve net kuvvet suyun tabanına doğru yönlenmiştir. Bu durumda cisim nereye bırakılırsa bırakılsın, suyun tabanına doğru hareket edecektir.

İnsanoğlu suyun kaldırma kuvvetinden sürekli olarak yararlanmıştır. Deniz taşımacılığı bunun en büyük ve somut örneklerindendir. Elbette bir geminin suyun üzerinde kalabilmesi suyun kaldırma kuvveti haricinde başka prensiplerin de hesaba katılmasını gerektirmektedir. Fakat, bu ilerlemenin temelinde Arşimet Prensibi'nin olduğu rahatlıkla söylenebilir. Günümüzde suyun kaldırma kuvveti sayesinde deniz ve okyanus dalgalarından enerji elde etme çalışmaları devam etmektedir. Basit bir şekilde ele alınırsa bu sistemler iki ana parçadan oluşur. Birincisi suyun tabanına sabitlenen ve elektrik üretiminin gerçekleştiği ana parça, diğer ise suyun kaldırma kuvveti sayesinde su yüzeyinde duran, ana parçaya bağlı olan ve dalga hareketlerini iletmekle görevli yardımcı parçadır. Suyun kaldırma kuvveti kuvveti sayesinde dalgaların hareket enerjisi, Lenz Yasası kullanılarak elektrik enerjisine dönüştürülür.

2 Yorum Yapılmış "Suyun Kaldırma Kuvveti"