Arşimet prensibi nedir?

Tamamı veya bir kısmı, bir akışkanın içine batırılan cisimlere, yukarı doğru yönlenmiş bir kaldırma kuvveti etki eder. Bu kuvvet, cismin akışkana batmasıyla yer değiştiren akışkanın ağırlığına eşittir.

Yer değiştiren akışkanın hacmi, cismin batan kısmının hacmine eşittir. O halde hacmi (V) olan bir cisim, özgül ağırlığı (G) olan bir sıvıya tamamen batmış vaziyette ise, bu cisme etki eden kaldırma kuvveti: F= V.G olur.

Cismin ağırlığı (G), sıvının kaldırma kuvvetinden büyük ise cisim batar. Bu durumda cismin özgül ağırlığı, sıvının özgül ağırlığından büyüktür.

Cismin ağırlığı, sıvının kaldırma kuvvetine eşit ise, cisim sıvının içinde her yerde dengede kalabilir. Bu durumda cismin özgül ağırlığı sıvının özgül ağırlığına eşittir.

Özgül ağırlığı, sıvının özgül ağırlığından küçük olan cisimler ise bir kısmı batmış vaziyette yüzerler.

Batan kısmın hacmi (VB ) ile gösterilirse: F=VB.G olur. Yüzen cisimler denge halinde olduklarından F=G’dir.

Serbest bırakılan bir balonun, hava içinde kendiliğinden yükselebilmesi için, özgül ağırlığı havadan daha küçük olan Helyum ve Hidrojen gibi gazlarla şişirilmiş olması gerekir.

Kaldırma kuvvetinin sebebi, sıvı içine batmış olan cismin bütün yüzeylerine bu sıvı tarafından tatbik edilen basınç kuvvetleridir. Basınç, derinlikle orantılı olarak artar. Mesela ekseni düşey vaziyette olacak şekilde sıvıya batırılmış olan bir silindirin yan yüzeylerine etki eden basınç kuvvetleri birbirini dengeler. Halbuki alt yüzeyi daha derine batmış olduğundan bu yüze etki eden basınç kuvveti, üst yüze etki eden basınç kuvvetiden daha büyüktür.

O halde, akışkanın cisme tatbik ettiği basınç kuvvetlerinin bileşkesi kaldırma kuvvetini verir. Kaldırma kuvveti, daima yerçekimi kuvvetine ters yönde olduğu için, akışkanlar içine batmış olan cisimlerin ağırlıklarında, boşluğa nispetle bir azalma hissedilir.