)
Su, evrende bizim bildiğimiz türde hayatın yapıtaşıdır. [b]Karbon temelli[/b] bu hayat, var olabilmek için en uygun çözücü sıvı olan suya ihtiyaç duyar. Bunun dışında da çözücü sıvılar vardır ancak, evrende en bol bulunan ve en iyi çözücü olan sıvı, sudur. O nedenle, kainatta var olabilecek canlılığının çok büyük bir kısmının bizim gibi karbon temelli ve [b]suya ihtayaç duyan[/b] varlıklardan oluşacağını kestirmek için uzman olmaya gerek yok.
Konumuza dönecek olursak; Aristo, Tales’in görüşlerinden etkilenmiş olacak ki, kendince evrendeki maddeleri şu şekilde listelemiştir;
- [b]Ateş[/b]
- [b]Su[/b]
- [b]Toprak[/b]
- [b]Hava[/b]
- Tahta… değil elbette; [b]Eter[/b].
Efsanelere göre; suyun kaldırma kuvvetinin nedenini bulduğunda don paça hamamdan dışarı kendini atmış olan Arşimed.Biz asıl konumuz [b]fiziksel yasalara[/b] geri dönersek, felsefinin yanında o dönemlerde de su ile ilgili büyük bir buluş gerçekleşti. Hepimizin bildiği gibi bu buluş [b]Arşimed[/b]’in suyun kaldırma kuvvetinden başka bir şey değil. Peki nedir bu suyun kaldırma kuvveti?
Arşimed yasası ya da prensibi [b]suyun kaldırma kuvvetini[/b] tanımlar. Bu yasaya göre bir akışkana (gaz yada sıvı) kısmen ya da tamamıyla batırılmış bir nesne eğer hareketsiz duruyorsa kütle çekim kuvveti yukarı doğru etki eden bir kuvvet ile dengelenmiştir. Günümüzde akışkanların hareketsiz olduğu bilim dalı [b]hidrostatik[/b] olarak bilinir ve barajlardan gemilere kadar birçok uygulama alanı vardır.
Bu kaldırma kuvvetinin değeri nesnenin suya batırılmasıyla beraber yer değiştiren sıvı yada gazın ağırlığı ile aynıdır. Ayrıca yer değiştiren sıvı yada gazın hacmi, suya nesnenin hacminin ne kadarının batırıldığına [b]eşittir[/b]. Bugün gemilerin su üzerinde durma prensibi buna dayanmaktadır.
SpaceX roketlerinin üzerine indiği platformlar, deniz üzerinde suyun kaldırma kuvveti ile ayakta duran dev yapılardan ibaret.İşin ilginç bir yanı ise, Arşimed zamanında denklem kavramının olmayışı… Bugün denklemlerle ifade ettiğimiz birçok fiziki kanun o günlerde iki şeyin birbirine [b]oranı[/b] ile ifade edilmeye çalışılmıştır. Örnek vermek gerekirse, buzun özkütlesini ölçmek istiyoruz. Arşimed kanunundan biliyoruz ki yer değiştiren suyun ağırlığı, buzun suya batan kısmın ağırlığına eşit olmak zorunda. Bu dediklerimizi denklemlerle ifade edersek;
Bu denklemde ρV ifadesi kütleyi ifade etmekte ve g ile çarpınca kütleçekimi kuvveti tarafından dengelenen kuvveti buluyoruz. Eğer denklemi biraz daha düzenlersek;
Suyun özkütlesini bilmiyoruz varsayalım ve referans noktasını 1 olarak alalım. Buzun suya batan kısmını ölçerek suyun buza göre ne kadar yoğun olduğunu bulabiliriz. Evde deneyebileceğiniz basit bir deneyle buzun [b]%92’sinin[/b] suya battığını göreceksiniz. Eğer suyun özkütlesi oda şartlarında 1000 kg/m3 ise buzun özkütlesi 920 kg/m3 olarak bulunabilinir. Buz dağının görünmeyen yüzü olarak ifade edilen kısım aslında buz dağının %92’sini oluşturur ki [b]Titanik[/b]’in neden battığını şimdi daha iyi anlayabilirsiniz.
Yer değiştirilen sıvı ya da gazın nesnenin ağırlığından az olması durumunda ise nesne yüzeye çıkmaya çalışacaktır. Ta ki yer değiştiren sıvı ya da gazın üzerine etki eden kaldırma kuvvetine denk olasıya kadar. Peki ama [b]kaldırma kuvveti neden oluşur?[/b] Cevap aslında kütleçekim kuvvetinde gizli. Nesne sıvı içerisinde derinlere indikçe üzerine etki eden basınç artacak ve bu da cisme kaldırma kuvveti uygulayacaktır. Basıncın derinlik ile armasındaki tek sebep ise kütleçekim ivmesi ile doğru orantılı olmasıdır. Şu denklem ile basınç ve yükseklik ile ilişki kurulabilir;
Burada P basıncı, g kütle-çekim ivmesini ve h’de yüksekliği ifade eder. Eğer ailenizle pikniğe gidecek olursanız çeşmeli şaşallar ile basit bir deney yapabilir ve şaşalı daha yükseğe kaldırdığınızda suyun daha kuvvetli aktığını görebilirsiniz. Bu yasa [b]Pascal yasası[/b] olarak bilinir
