İçerik
Tüm sıvılar sıvıdır, ancak ilginç bir şekilde, tüm sıvılar sıvı değildir. Akabilen her şey - bir gaz gibi - bir akışkandır ve kaldırma kuvveti yaratabilir. Yüzdürme, bir nesnenin altındaki yüksek basınç alanlarının, düşük basınç alanlarına doğru yukarı doğru kuvvet uygulamasına neden olur. Bununla birlikte, bir sıvının uyguladığı kaldırma kuvveti miktarı, nesnelerin hacmi tarafından ve Arşimed prensibine göre belirlenir.
Pascal ve Basınç
Sıvı basıncındaki farklılıkların kaldırma kabiliyetini nasıl etkileyebileceğini anlamadan önce, basıncın sıvılarda nasıl davrandığını anlamanız gerekir. Pascals prensibi, kapalı bir sistemdeki herhangi bir yerde basınç değiştirildiğinde, basınç değişiminin o sistemin içindeki her noktada ve her yöne eşit olarak hissedileceğini belirtir. Bu prensip, hidrolik sistemlerin çalışmasına izin verir. Ayrıca, basıncı etkileyen herhangi bir ek faktör bulunmadığı bir sıvı kütlesi içerisinde, basıncın sabit kalacağını belirtir. Bununla birlikte, Dünya'da, bir sıvının basıncında bir değişime neden olan ve en az bir kuvvet daha vardır ve bu kuvvet yerçekimidir.
Derinlik ve Fark
Yerçekimi kütlesi olan her şeyi aşağı çeker. Bu nedenle, yerçekimi bir sıvı kütlesi üzerinde aşağıya doğru çekildiğinde, vücudun üst kısımlarındaki sıvının ağırlığı, alt kısımlardaki sıvının üzerine düşer ve bu sıvı içinde aşağı doğru hareket ederken bir dereceli artan basınç yaratır. Örneğin, bir gölün derinliklerine dalarsanız, kulaklarınızda artan bir baskı hissedersiniz - ve hatta vücudunuza bile - ne kadar derine dalırsanız hissedersiniz. Aşağıya doğru yüzmeyi keserseniz, altındaki yüksek basınç sizi düşük basınç alanına doğru yukarı itecektir. Bu şekilde yerçekimi, batık bir cismin altında, her zaman üstünde olduğundan daha büyük bir basınç olacağını belirleyen bir basınç dinamiği yarattı.
Arşimet ve Miktarı
Yunan filozofu ve matematikçi Arşimed, bu baskı anlayışını bir adım daha ileri götürdü ve bir sıvının bir nesneye neden belirli bir miktarda yukarı kuvvet uyguladığı ve neden yükselip yüzmesine ya da batmasına neden olduğuna dair bir fikir edindi. Yukarı kuvvetin, su altındaki nesnenin yerinden ettiği suyun ağırlığına eşit olduğunu belirledi. Örneğin, su santimetre küp başına bir gramdır. 25 santimetreküp hacimli bir topu suya batırırsanız, 25 gram suyun yerini değiştirmiş olacaksınız. Bu nedenle, bu top üzerinde oluşan kaldırma kuvveti 25 Newton olacaktır (Newton, kuvveti ölçen birimlerdir). Bu kaldırma kuvveti daima yer değiştiren suyun kütlesine dayanır, ancak nesnenin kütlesine dayanmaz.
Karar Verici Olarak Yoğunluk
Yoğunluk, sonuçta, bir nesnenin bir sıvıda yüzmeye, batmaya ya da nötr olarak batmaya devam edip etmeyeceğini belirleyen faktördür. Örneğin, eğer 25 santimetreküp topun içi boşsa ve havayla doluysa, yerinden ettiği 25 gram sudan daha hafif olacak ve yüzebilecektir. Top, demir gibi daha yoğun bir malzemeden yapılmışsa, çok daha ağır olabilir ve su kütlesinin dibine çabucak batar. Ancak tam olarak 25 gram ağırlığındaki bir topu suya batırırsanız, kaldırma kuvveti onu yüzeye doğru sürmez, ancak basitçe batmasını önler. Bu top, dışarıdaki bir kuvvet tarafından etkileninceye kadar sıvının gövdesinde nötr olarak yüzer halde kalacaktır.