Yüzme Askı ve Batma

Durgun sıvıların cisimlere uyguladığı kaldırma  kuvvetine kaldığımız yerden devam ediyoruz.   Sıvıların kaldırma kuvvetinde üç tane durumumuz  var: yüzme, askıda kalma ve batma durumları.   Birinci durumumuzu inceleyecek olursak, yüzme  durumunda olan bir K cisminin aşağı yönde yer   çekiminden dolayı bir ağırlığı vardır.
Sıvıların  kaldırma kuvveti, cismin batan hacminin tam orta   noktasına yukarı yönlü etki ettiğini zaten  söylemiştik.
Bu cisim bu şekilde dengede   olduğuna göre, dengede olan cisimlere etki  eden net kuvvetin 0 olması lazım.
O halde   yukarı bakan kaldırma kuvveti cismin ağırlığı  birbirine eşit durumdadır.
O halde, bu durumda   sıvının yoğunluğuna dsıvı, K cisminin yoğunluğu  da dcisim dersek cisim sıvının dışında kaldığı   için sıvının öz kütlesi cismin yoğunluğundan ( öz  kütlesinden) daha büyüktür.
Askıda kalma durumunu   inceleyecek olursak görmüş olduğunuz gibi L  sıvısı cismin içinde bir yerlerde dengede.   Burada cismin tam ortada dengede olmasına gerek  yok.
Cisim eğer sıvıdan dışarı çıkış yapmamış ise   ya da zemine temas ediyor olsa  dahi zeminin tepki kuvveti,   zemine tepki kuvvetini şöyle göstereceğim,  bunu şöyle güzelce yazalım.
Zeminin tepki  kuvveti cismin uyguladığı tepki kuvveti 0   dahi olursa cisim askı durumundadır.
Yani  illa ki cismimiz orta noktada olmasına gerek   yok.
O halde yine kuvvetlerimizi gösterecek  olursak.
Yerçekimi doğrultusunda aşağıya doğru   cismin yine ağırlığına G kadar dersem cismin  batan hacminin tam orta noktasına yukarı yönlü   bir kaldırma kuvveti olduğunu söylemiştik.
Yukarı  bakan kuvvetleri aşağı bakan kuvvetlere büyüklük   bakımından yine eşit olacak çünkü cisim bu  pozisyonda dengede.
O halde kaldırma kuvveti   cismin ağırlığı kadardır.
Cismin yoğunluğuna L  cisminin yoğunluğu dcisim dc şekilde gösterirsem,   sıvının öz kütlesine yine ds şeklinde gösterirsem  cisim sıvı içinde bir yerlerde dengede olduğu için   bu sefer sıvının öz kütlesi cismin öz kütlesine  eşittir diyeceğiz.
Batma durumumuz, üçüncü   durumumuza geçecek olursak, cisim artık zeminle  temas halinde, burada dikkat etmemiz gereken   husus şu: cismin yerçekimi doğrusunda ağırlığını  gösterdik.
Cismin batan hacminin orta noktasına   etki eden kaldırma kuvveti yukarı yönlü.
Bu sefer  cismin zemine uyguladığı bir tepki, zeminin cisme   uyguladığı bir tepki kuvveti var.
Bu sefer bu  tepki kuvveti sıfırdan farklı, yani zemininin   tepki kuvveti bu sefer sıfırdan farklı çünkü  cisim batmış durumda.
O halde kuvvetlerimizi   yazacak olursak, cisim yine dengede olduğuna  göre yukarı bakan kuvvetlerin toplamı aşağıya   bakan kuvvetlerin toplamına eşit olacak.
O halde  Fk+zeminin tepki kuvveti=cismin ağırlığı kadar   dersek, bu durumda cismin ağırlığı, cisme  etki eden kaldırma kuvvetinden daha büyük   olduğu için cisim batmıştır diyebiliriz.  Bu arada M cisminin yoğunluğuna yine dcisim   olarak gösterirsek sıvımızın öz kütlesine yine  dsıvı kısaca ds şeklinde gösterirsek cismimizin   batmasındaki en önemli faktörlerden diğeri  cismin yoğunluğunun sıvının yoğunluğundan   daha büyük olması deriz.
Peki o halde aklımıza  şu soru gelebilir: Gemiler nasıl denizin üstünde   yüzüyor?
Çünkü gemilerin yoğunluğu demir  metalinden yapıldıkları, çünkü demirin   yoğunluğu denizin sıvısının yoğunluğundan  daha büyük oluyor ve batması gerekiyor,   neden batmıyor?
Çünkü gemi çok fazla boşluklu  yapıya sahip olduğu için yüzdürülebiliyor.
Peki   bu üç durumda çıkartacağımız notlarımızdan  önemlisi ÖSYM ve MEB'de özellikle sorularda   karşımıza çıkan özellikten bahsetmek istiyorum.  Cismi yüzme durumunda cisme etki eden kaldırma   kuvveti cismin ağırlığı kadar, askı durumunda  cisme etki eden kaldırma kuvveti yine cismin   ağırlığı kadar.
O halde yüzen ve askıda  kalan cisimlere etki eden kaldırma kuvveti cismin ağırlığı kadardır diyebiliriz ve bu bizim  için önemli bir not olacak.