Kuvvetler olarak bilinen kaldırma kuvveti, sürükleme ve kaldırma sırasında ortaya çıkan sıvı bir sert madde yapısı veya araç ile etkileşime girer. Bir akışkan ile katı bir nesne arasında göreceli hareket olduğunda sürükleme ve kaldırma kuvvetleri ortaya çıkar. Bir araç ya sıvının içinde hareket edebilir (örneğin, bir uçak havada hareket ederken) ya da sıvı yapının etrafında akabilir (bir gökdelene çarpan bir rüzgar rüzgarı gibi). Bununla birlikte, akışkanlar ve katı nesneler arasındaki kuvvetler , bağıl hareket olmasa bile ortaya çıkabilir.
Yüzdürme Kuvveti nedir
Bir cisim bir sıvıya daldırıldığında oluşan kuvvete kaldırma kuvveti denir ve bu, yer değiştiren sıvının ağırlığı ile ilgilidir.Bir sıvı miktarının ağırlığı, yoğunluğu (küçük Yunanca karakter rho) ve hacmi ile belirlenir. SI ve USCS’deki çeşitli gazların ve sıvıların yoğunluk değerlerini listeler. Bir hacim V sıvısının ağırlığı şu ifade ile verilir.
w = ρgV
Burada g 9.81 m yerçekimi ivmesi sabitidir / ^ 2 veya 32 s 2 ft bu /s^2.For denklem USCS boyutsal olarak tutarlı olması için, birim hacim başına kil birimlerini (değil pound kütlesi) sahip olmalıdır. Bir havuzun dibine yüzerken ya da dağlarda seyahat ederken, sizi çevreleyen su ya da havadaki basınç değişir ve yükselen ya da düşen basınca uyum sağladıkça kulaklarınız “patlar”. Deneyimlerimiz, bir sıvı veya gazdaki basıncın derinlikle artmasıdır. Derinlik h ile ayrılmış iki seviye ilesıvı kolonun ağırlığı:
w = ρgAh
Burada Ah , kapalı hacimdir . Serbest cisim diyagramını kullanarak , sıvı kolonun denge-kuvvet dengesi, 1 derinliğindeki basıncın
p1 = p0 + ρgh formülünden belirlenir.
Basınç Kuvveti nedir
Basınç direkt derinliğe orantılı ve akışkan yoğunluğu yetişir. Strese benzer şekilde, basınç birim alan başına kuvvet boyutlarına sahiptir. SI’da basınç birimi, hava ve diğer gazları içeren kimyasal deneyler yapan on yedinci yüzyıl bilim adamı ve filozof Blaise Pascal’ın adını taşıyan paskal’dır (1 Pa = 1 N / m ^ 2). Türetilmiş boyutlar psi = lb / in2 (inç kare başına pound) ve psf = lb / ft2 (ayak kare başına pound) genellikle atmosfer birimi (atm) gibi USCS’de basınç için kullanılır.
Yüzdürme Kuvvetlerinin pratik örnekleri
Gemiler limana yanaştığında ve sıcak hava balonları yerin üzerinde durduğunda , çevreleyen sıvının yarattığı kaldırma kuvvetlerine maruz kalırlar . Bir denizaltı suya daldırıldığında ve sabit bir derinlikte yüzdüğünde, (yukarı doğru) kaldırma kuvveti denizaltının ağırlığını dengelediği için üzerindeki net kuvvet sıfırdır . Kaldırma kuvveti FB , denkleme göre bir nesne tarafından yer değiştiren sıvının ağırlığına eşittir.
F B = ρ (sıvı). g. V ( nesne) = ρ. g. V
Burada ρ sıvının yoğunluğunu temsil eder ve V nesne tarafından yer değiştiren sıvının hacmidir. Tarihsel olarak, bu sonuç, Kral II. Hieros tarafından yaptırılan altın bir tacı üreten bir kuyumcunun sahtekarlığını ortaya çıkaran Yunan matematikçi ve mucit Arşimet’e atfedilir. Kral, sahtekâr kuyumcunun tacın altınının bir kısmını gümüşle değiştirdiğinden şüpheleniyordu. Arşimet, yukarıdaki Denklemde yer alan ilkenin , tacın saf altından mı yoksa daha az yoğun (ve daha az değerli) bir altın ve gümüş alaşımından mı üretildiğini belirlemek için kullanılabileceğini fark etti.
