Sıvıya bırakılan cisimlere sıvı tarafından aşağıdan yukarıya doğru bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvete sıvının kaldırma kuvveti denir. Kaldırma kuvveti cisim sıvıya nasıl bırakılırsa bırakılsın batan kısmının tam ortasına aşağıdan yukarıya doğru uygulanan kuvvettir.

Şekil I deki cisme aşağıya doğru ağırlık kuvveti, yukarıya doğru kaldırma kuvveti etki eder. Şekil II deki gibi sıvıda dengede duran cismi elimizle sıvıya batıracak olsak cismin direnç gösterdiğini hissederiz. Demek ki cismin sıvıya batan hacmi arttıkça kaldırma kuvveti de anmaktadır. Aynı cismi daha yoğun bir sıvıya daldıracak olsak daha çok dirençle karşılaşırız. Bu nedenle kaldırma kuvvetinin sıvının cinsine bağlı olduğunu söyleyebiliriz.

Özetle sıvıların kaldırma kuvveti;
– Cismin sıvıya batan hacmine
– Sıvının yoğunluğuna
– Yer çekim ivmesine bağlıdır.

Bir cismi sıvıya bıraktığımızda üç değişik şekilde dengede kalabilir. X cismi gibi dengede kalan cisimlere yüzen cisim, Y cismi gibi dengede kalan cisimlere askıda kalan cisim, Z cismi gibi dibe çöken cisimlere batan cisim denir. Cisimlerin özkütleleri dx, dy, dz olduğuna göre;

Şekil l ve Şekil II deki gibi yüzen ve askıdaki cisimlere uygulanan kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir. Şekil III teki gibi batan cisimlere uygulanan kaldırma kuvveti ise cismin ağırlığından küçüktür.

Taşırma Kapları

Taşma seviyesine kadar sıvı dolu olan kaplara taşırma kapları denir. Böyle kaplara herhangi bir cisim bırakıldığında sıvı taşırırlar. Bir cisim sıvıya bırakıldığında üç değişik şekilde dengede kalacağından taşan sıvının hacmi ve ağırlığı bu üç duruma göre belirlenir.

a) Yüzen Cisim

Cisimlerin denge konumu ne olursa olsun iki temel ilke her zaman geçerlidir.
* Taşan sıvı ağırlığı daima kaldırma kuvvetine eşittir.
* Taşan sıvı hacmi daima batan hacme eşittir.
Şekil I deki gibi yüzen cisimlerde;
* F = G = Gtaş dır.

Yani kaldırma kuvveti, cismin ağırlığı ve taşan sıvı ağırlığı aynı değerdedir. Bu nedenle yüzen cisimler kapta ağırlaşma meydana getirmez.
– Yüzen cismin taşırdığı hacim kendi hacminden azdır.

b) Askıdaki Cisim

Şekil ll deki gibi sıvıda askıda kalan cisimlerde,
* F = G = Gtaş dır.
Yani kaldırma kuvveti cismin ağırlığı ve taşan sıvı ağırlığı eşittir. Bu nedenle askıda kalan cisimler kapta ağırlaşma meydana getirmezler.
* Askıdaki cismin taşırdığı sıvı hacmi kendi hacmine eşittir.

c) Batan Cisim

Şekil III teki gibi sıvıya batan cisimlerde;
* F + N = G ve F = Gtaş < G olur.

Yani batan cisimler kendi ağırlıklarından az sıvı taşırırlar. Bu nedenle kapta ağırlaşma meydana gelir. Taşan sıvı ağırlığı kaldırma kuvvetine eşit olur.
* Batan cismin taşırdığı sıvı hacmi kendi hacmi kadardır.

Çözümlü Örnek Test Soruları

Kaldırma kuvveti, bir sıvı ya da gaz içerisindeki bir cismin, yer değiştirdiği sıvı ya da gazın ağırlığına eşit bir kuvvetle yukarı doğru itilmesidir. Bu kuvvet sayesinde cisimler sıvı içinde yüzebilir veya batabilir. Archimedes prensibi, kaldırma kuvvetinin temelini oluşturur.

1. Bir cismin kaldırma kuvveti hangi büyüklüğe bağlıdır?

A) Cismin hacmine
B) Cismin kütlesine
C) Cismin yoğunluğuna
D) Cismin ağırlığına

Çözüm: Kaldırma kuvveti, cismin sıvı içinde yer değiştirdiği hacme bağlıdır. Archimedes prensibine göre kaldırma kuvveti, yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşittir.
Doğru cevap A şıkkıdır.

2. Aşağıdakilerden hangisi kaldırma kuvveti için doğru bir ifadedir?

A) Kaldırma kuvveti, sıvının yoğunluğuna bağlıdır
B) Kaldırma kuvveti, yalnızca cismin ağırlığına bağlıdır
C) Kaldırma kuvveti, cismin rengine bağlıdır
D) Kaldırma kuvveti, sıvı derinliğine bağlı değildir

Çözüm: Kaldırma kuvveti, sıvının yoğunluğuna ve cismin sıvı içinde batırılan kısmının hacmine bağlıdır.
Doğru cevap A şıkkıdır.

3. Su içinde tamamen batmış bir cismin kaldırma kuvveti aşağıdakilerden hangisine eşittir?

A) Cismin hacmi
B) Cismin kütlesi
C) Cismin yer değiştirdiği suyun ağırlığı
D) Cismin yoğunluğu

Çözüm: Su içinde tamamen batmış bir cismin kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği suyun ağırlığına eşittir.
Doğru cevap C şıkkıdır.

4. 10 N ağırlığındaki bir cisim, su içinde 6 N’lik bir kaldırma kuvvetine maruz kalıyorsa, cismin su içindeki görünen ağırlığı kaç Newton’dur?

A) 2 N
B) 4 N
C) 6 N
D) 10 N

Çözüm: Cismin su içindeki görünen ağırlığı, gerçek ağırlığından kaldırma kuvveti çıkarılarak bulunur:
10 N – 6 N = 4 N.
Doğru cevap B şıkkıdır.

5. Yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyük olan bir cisim suya bırakıldığında ne olur?

A) Su yüzeyinde yüzer
B) Suyun dibine batar
C) Sabit bir seviyede asılı kalır
D) Hem batar hem yüzer

Çözüm: Yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyük olan bir cisim suya bırakıldığında, cisim batacaktır.
Doğru cevap B şıkkıdır.

6. 3 kg’lik bir cismin yoğunluğu, suyun yoğunluğunun yarısı kadardır. Bu cisim suya bırakıldığında ne olur?

A) Tamamen batar
B) Yüzer, yarısı suyun dışında kalır
C) Tamamen yüzer, suyun dışında kalır
D) Sabit bir seviyede kalır

Çözüm: Cismin yoğunluğu suyun yoğunluğunun yarısı olduğundan, cisim suyun yüzeyinde yüzer ve yarısı suyun dışında kalır.
Doğru cevap B şıkkıdır.

7. Kaldırma kuvveti ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

A) Kaldırma kuvveti cismin hacmine bağlıdır
B) Kaldırma kuvveti cismin sıvı içinde batan kısmına bağlıdır
C) Kaldırma kuvveti yalnızca cismin yoğunluğuna bağlıdır
D) Kaldırma kuvveti sıvının yoğunluğuna bağlıdır

Çözüm: Kaldırma kuvveti yalnızca cismin yoğunluğuna bağlı değildir; ayrıca sıvının yoğunluğu ve cismin sıvı içinde batırılan hacmi de önemlidir.
Doğru cevap C şıkkıdır.