Akışkanlar Mekaniği #06 | Eğri Yüzeyler, Kaldırma Kuvveti ve Kararlılık: Arşimet İlkesi

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Geçen derste düz bir yüzeye etki eden hidrostatik kuvveti ve basınç merkezini bulduk. Bu derste iki adım daha atıyoruz: eğri yüzeylere etki eden kuvvet ve kaldırma kuvveti. Bir deneyle başlıyoruz: aynı 8 kilogram çelik küp olarak dibe gidiyor, kase olarak yüzüyor. 3D animasyonda ikisini yan yana suya bırakıyoruz; farkın yerinden edilen suda olduğunu sayılarla gösteriyoruz. Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Eğri yüzeyde kuvvet: yatay bileşen düşey izdüşüme etki eden kuvvet, düşey bileşen üstteki su sütununun ağırlığı - Daire yayında bileşke kuvvet merkezden geçer - Radyal taşkın kapağı: yarıçap 3 m, genişlik 5 m; yatay 220.7 kN, düşey 346.7 kN, bileşke 411 kN, 57.5 derece; kuvvet dönme ekseninden geçer, moment yok - Kaldırma kuvvetinin kaynağı: batmış bir bloğun alt ve üst yüzleri arasındaki basınç farkı (1962 N) - Arşimet ilkesi: kaldırma kuvveti yerinden edilen sıvının ağırlığıdır ve derinliğe bağlı değildir - 8 kg çelik küp batar (10 N kaldırma kuvveti, 78.5 N ağırlık), kase 8 litre su yerinden edip yüzer (11.3 cm batma) - 20 cm çelik küp suda yüzde 12.7 daha hafif: 616 N yerine 537.6 N - Yüzen cisimler: buzdağının yüzde 89.5'i su altında, gemi denizden nehre geçince 8 m'den 8.2 m'ye batar - Kararlılık ve metasantr: 2 m genişliğinde yüzen kutu kararlı (GM 0.42 m), 0.5 m genişliğinde olan devrilir Bölümler: 0:00 Geçen ders ve bugünün konuları 0:28 Aynı çelik: biri batar, biri yüzer 0:50 Eğri yüzeye etki eden kuvvet 1:46 Radyal taşkın kapağı 3:28 Kaldırma kuvveti: Arşimet ilkesi 4:37 Küp neden batar, kase neden yüzer? 5:45 Yüzen cisimler 6:32 Kararlılık ve metasantr 8:01 Üç tuzak 8:27 Özet ve sıradaki ders Önceki ders: Akışkanlar Mekaniği #5 — Düzlem Yüzeylere Hidrostatik Kuvvet Sıradaki ders: hızlanan ve dönen kaplarda sıvılar (rijit cisim hareketi). Kaynak kitap: Y. A. Çengel, J. M. Cimbala, Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, 3. baskı — Bölüm 3.5–3.6. Örnekler özgündür. Makine, İnşaat, Kimya, Uçak ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Akışkanlar Mekaniği serisinin altıncı dersi.