Suyun kaldırma kuvveti, diğer adıyla Arşimet Prensibi, doğada bulunan oldukça temel kuvvetlerden birisidir. Suyun kaldırma kuvveti olarak anılmasına rağmen, bu prensip tüm sıvılar için geçerlidir. Arşimet ve Tarihçesi Suyun kaldırma kuvveti, M.Ö. 287-212 yılları arasında yaşamış olan matematikçi, filozof ve mühendis Yunanlı Arşimet tarafından keşfedilmiştir. Günümüze kadar ulaşan rivayetlere göre, şehrin yöneticisi kendisine hediye edilen altın bir tacın saf olup olmadığını bilmek ister ve bu görevi Arşimet'e verir. Arşimet, bu problem üzerinde çalışırken bir gün hamamda tası suyun içine batırdığı sırada belirli miktarda suyun yükseldiğini fark eder. Bunun üzerine çıplak bir şekilde "Eureka!" (Buldum!) diye bağırarak hamamdan koşarak çıktığı söylenir. Bulduğu bu prensibi kullanarak altın taç problemini de çözer. Bu büyük kaşif, Roma generali Marcellus'un Sirakuza'yı kuşatması sırasında oldukça aktif rol almıştır. Çok ağır taşları mancınıklara veya surlara taşımak 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 sayılır şekilde uzatmıştır. Suyun kaldırma kuvvetini bulan bu büyük düşünür, M.Ö. 212 yılında Sirakuza'nın işgalinin hemen ardından öldürülmüştür. Rivayete göre, Arşimet evinde kumlar üzerinde çemberler çizerek bazı hesaplamalar yaparken gelen bir Roma askeri, General Marcellus'un kendisini görmek istediğini bildirir. Ancak 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 ve nihayetinde bu büyük filozofun kesik başı çemberlerinin arasına düşer. Suyun Kaldırma Kuvvetinin Matematiksel İfadesi 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: F = V . D . g şeklinde ifade edilir. Burada V - cismin batan hacmi, D - suyun özkütlesi, g - yer çekimi ivmesidir. Suyun İçerisine Bırakılan Cisme Etki Eden Kuvvetler Su içerisine bırakılan bir cisme iki kuvvet etki etmektedir:
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: 1. F = G Bu durumda cisme etki eden 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. 2. F > G 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 çıkar ve daha sonra dengede kalır. 3. F < G Son 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. Suyun Kaldırma Kuvvetinin Uygulamaları 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:
Suyun kaldırma kuvveti sayesinde dalgaların hareket enerjisi, Lenz Yasası kullanılarak elektrik enerjisine dönüştürülür. |
Davut
26 Mayıs 2024 PazarMadem suyun kaldırma gücünü Arşimet buldu, Nuh (As) Tufanda suyun gemiyi kaldıracağını nasıl biliyordu? Evet filozoflar?????
Cevap yazAdmin
26 Mayıs 2024 PazarSevgili Davut Bey,
Nuh'un (AS) gemisini inşa ederken suyun kaldırma gücünü bilmesi, ilahi vahiy ve peygamberlik bilgisi sayesinde mümkün olmuştur. Arşimet'in buluşu ise bu fenômenin bilimsel olarak açıklanmasıdır. Bu iki durum birbirinden bağımsız şekilde gerçekleşmiştir.
Selamlar.