Kaldırma Kuvveti Hesaplayıcı
Bu kaldırma kuvveti hesaplayıcı, bir akışkanın batık bir cisme uyguladığı yukarı yönlü kuvveti Arşimet ilkesini, F = ρ · V · g, kullanarak bulur. Akışkanın yoğunluğunu (kg/m³) ve cismin batık hacmini (m³) girin; size kaldırma kuvvetini newton cinsinden ve yer değiştiren akışkanın kütlesini kilogram cinsinden verir. Bir şeyin batıp batmayacağını kontrol etmek, tekne ve dubalar için yüzdürme tasarlamak ya da fizik ödevlerini çözmek için kullanın. Su, varsayılan olarak 1000 kg/m³ ayarlıdır, ancak saniyeler içinde deniz suyunu, yağı veya başka herhangi bir akışkanı modelleyebilirsiniz.
Kaldırma kuvveti nasıl hesaplanır
-
1
Akışkan yoğunluğunu girin
Çevredeki akışkanın yoğunluğunu metreküp başına kilogram olarak yazın. Tatlı su yaklaşık 1000 kg/m³, deniz suyu ise yaklaşık 1025 kg/m³'tür.
-
2
Batık hacmi girin
Cismin gerçekten su altında kalan hacmini metreküp olarak girin. Tamamen batık bir cisim için bu, toplam hacmine eşittir.
-
3
Kaldırma kuvvetini okuyun
Araç, yoğunluk × hacim × 9,81 işlemini yapar ve yukarı yönlü kuvveti newton cinsinden, yer değiştiren akışkanın kütlesiyle birlikte kilogram cinsinden gösterir.
Formül
Arşimet ilkesi, kaldırma kuvvetinin batık bir cismin yer değiştirdiği akışkanın ağırlığına eşit olduğunu söyler:
- F = ρ · V · g
burada F newton (N) cinsinden kaldırma kuvveti, ρ (rho) kg/m³ cinsinden akışkan yoğunluğu, V m³ cinsinden batık hacim ve g, 9,81 m/s² olarak alınan yer çekimi ivmesidir. Yer değiştiren akışkanın kütlesi basitçe m = ρ · V’dir ve ağırlığı (ρ · V · g), cismin hissettiği yukarı yönlü itmenin tam olarak kendisidir.
Çözümlü örnek
Batık hacmi 0,05 m³ olan sızdırmaz bir kap tatlı suda bulunmaktadır (ρ = 1000 kg/m³):
F = 1000 × 0,05 × 9,81 = 490,5 N
Yer değiştiren suyun kütlesi 1000 × 0,05 = 50 kg’dır. Kabın kendisi 50 kg’dan az çekiyorsa, yukarı yönlü 490,5 N onun ağırlığını aşar ve kap yüzer; daha fazla çekiyorsa batar.
Yaygın akışkanlarda kaldırma kuvveti (V = 0,05 m³)
| Akışkan | Yoğunluk (kg/m³) | Yer değiştiren kütle (kg) | Kaldırma kuvveti (N) |
|---|---|---|---|
| Hava | 1,2 | 0,06 | 0,59 |
| Bitkisel yağ | 920 | 46,0 | 451,3 |
| Tatlı su | 1000 | 50,0 | 490,5 |
| Deniz suyu | 1025 | 51,25 | 502,8 |
| Gliserin | 1260 | 63,0 | 618,0 |
Daha yoğun akışkanlar daha sert iter; tuzlu Ölü Deniz’de tatlı su gölüne kıyasla daha kolay yüzmenizin nedeni budur.
Kaçınılması gereken hatalar
- Hacim ile batık hacim. Kısmen yüzen bir cisim için yalnızca yüzeyin altında kalan kısmı kullanın, cismin tamamını değil.
- Karışık birimler. Yoğunluğu kg/m³, hacmi m³ olarak tutun. Bir litre 0,001 m³’tür, dolayısıyla 50 L’lik bir cismin hacmi 0,05 m³’tür.
- Yüzmek mi batmak mı. Kaldırma kuvveti tek başına buna karar vermez: kaldırma kuvvetini cismin ağırlığıyla (kendi kütlesi × g) karşılaştırın.
- Yer çekimi seçimi. Bu araç g = 9,81 m/s² kullanır; Ay’da (≈1,62 m/s²) hem ağırlık hem de kaldırma kuvveti birlikte küçülür.
Sık Sorulan Sorular
Kaldırma kuvveti, akışkan yoğunluğunun batık hacim ve yer çekimi ile çarpımına eşittir: F = ρ · V · g, g = 9,81 m/s² ile. Yoğunluğu kg/m³, hacmi m³ olarak girin; sonuç newton cinsinden olur.
Kaldırma kuvvetini cismin ağırlığıyla (kütlesi × 9,81) karşılaştırın. Kaldırma kuvveti daha büyükse yüzer; ağırlık daha büyükse batar; eşitlerse askıda kalır (nötr yüzerlik).
Tatlı su için 1000 kg/m³, deniz suyu için yaklaşık 1025 kg/m³ kullanın. Hesaplayıcı, varsayılan olarak 1000 kg/m³ tatlı suya ayarlıdır; bunu herhangi bir akışkanı modellemek için değiştirebilirsiniz.
Litreyi 1000’e bölün. Örneğin 50 litre = 0,05 m³ ve 1 litre = 0,001 m³. Hacmi metreküp olarak tutun ki kg/m³ yoğunluk birimiyle uyumlu olsun.
Hayır. Hesaplama tamamen tarayıcınızda çalışır. Yoğunluk ve hacim değerleriniz cihazınızdan asla çıkmaz; hiçbir şey kaydedilmez veya iletilmez.
İlgili Araçlar
Basit Faiz Hesaplayıcı
P × r × t formülüyle basit faizi hesaplayın. Anapara, yıllık oran ve süre girerek faiz tutarını ve son bakiyeyi görün.
5K tempo hesaplayıcı
Bir 5K koşusunu istediğiniz sürede bitirmek için gereken km ve mil temposunu, ayrıca saate girebileceğiniz 1K ara sürelerini hesaplayın.
Kalori Hesaplayıcısı
Mifflin-St Jeor BMR ve aktivite katsayılarını kullanarak hedefinize göre günlük kalori ihtiyacınızı tahmin edin. Kalori açığı ve fazlası hedeflerini de içerir.
ABD Social Security Hesaplayıcısı
PIA ve talep yaşına göre ABD Social Security emeklilik yardımını tahmin edin. 62, FRA 67 ve 70 yaşındaki aylık ve yıllık tutarları karşılaştırın.
Roth IRA Hesaplayıcı
ABD Roth IRA birikiminin yıllık katkı, beklenen getiri ve emekliliğe kalan yıla göre nasıl büyüyebileceğini tahmin edin. Katkıları, büyümeyi ve vergi sonrası karşılaştırmayı gösterir.
İntegral hesaplayıcı
e^x, sin(x), x², x³, √x, 1/x ve ln(x) gibi yerleşik fonksiyonlar için belirli integralleri bileşik Simpson kuralıyla yaklaşık hesaplayın.