25 | 10 | 2014

Gemiler Denizde Nasıl Yüzer? (Video)

Arşimet yüzen cisimler isimli eserinde şu prensibi ortaya koymuştur; bir sıvının içine batırılmış bir cisim, taşırdığı suyun ağırlığı kadar yukarıya doğru itilir. İşte bu kuvvete suyun kaldırma kuvveti denir. Kaldırma kuvveti cismin suda taşırdığı suyun hacminin, su yoğunluğuyla çarpılarak elde edilir. Cismin ağırlığı, taşırdığı suyun ağırlığından az olduğu sürece cisim suda yüzecektir.

Konuyu daha iyi kavramak için lütfen aşağıdaki videoyu izleyin;


Üstteki videoda da göreceğiniz gibi bir cismin yüzmesi o cismin ağırlık ve hacmine bağlıdır. Örnek olarak verilen bowling topunun bir kova suya bırakıldığında batması, bowling topunun ağırlığının kapladığı hacme göre çok fazla olmasıdır. 12 pound (1 pound = 0,45 kg) ağırlığındaki topa uygulanan 10 poundluk kaldırma kuvveti yetmeyeceğinden bowling topu batacaktır. Bu örnekte bowling topunun ağırlığı, taşırdığı suyun ağırlığından fazla olduğu için batmıştır.

Yine videoda verilen diğer bir örnekte, bowling topuyla aynı hacme sahip bir balon kovanın dibine konulduğunda balon daha hafif olduğu için suyun üstüne çıkar ve düşük ağırlığı yüzünden çok az suya batar. balonun ağırlığı 0,02 pound olmasına karşın hacminin aynı olması sonucu yine 10 poundluk kaldırma kuvveti etki edecektir. Ağırlığının 500 katı kaldırma kuvveti etki edeceğinden balon çok hızlı şekilde su üstüne çıkar. 

gemiler nasıl yüzer

Gemilerin yapımında kullanılan demir parçasını tek başına suya atsanız ağır olduğu için hemen batar. Ama demiri üstteki şekildeki gibi içi boş kutu haline getirirseniz, gemilerde olduğu gibi batmaz. Gemiye yük yüklediğinizde geminin toplam ağılığı artar ve bunu suyun kaldırma kuvvetiyle karşılamak için gemi bir miktar daha batar. Bu, gemiler diledikleri kadar yük yükleyebilir demek değildir. Gemilerin emniyetli yükleme sınırları vardır. Bu bilgiler geminin stabilite kitaplarında mevcuttur. Bu limitler aşıldığında gemi batma riski altındadır. 

fresh water allowance fresh water allowance

                                                                        Şekil-1                                                                                                                                                 Şekil-2

Kaldırma kuvveti, cismin batan kısmının hacmi (taşırdığı su hacmi) x suyun yoğunluğu olduğundan bir gemi yüklü olarak nehirde iken farklı, yine aynı gemi okyanustayken farklı batar. Çünkü okyanusun yoğunluğu*, tatlı su olan nehrin yoğunluğundan** fazladır.  Dolayısıyla gemiye uygulanacak kaldırma kuvveti tuzlu suda daha fazla olacak ve gemi tatlı suda battığından bir miktar daha az batacaktır. (Bkz Şekil-1, Şekil-2)

*Okyanus yoğunluğu: 1.030 g/cm3
**Tatlı su  yoğunluğu: 1.000 g/cm3

İlgili İçerik: Gemiler ne zaman batar?

Bumerang - Yazarkafe