Kaldırma kuvveti, bir akışkan (sıvı veya gaz) içine batırılan bir cisme akışkan tarafından uygulanan yukarı doğru kuvvettir. Bu kuvvet, cismin ağırlığına karşı koyar ve cismin batmasını engeller veya daha yavaş batmasını sağlar. Günlük hayatta gemilerin yüzmesi, balonların havada yükselmesi gibi olaylar kaldırma kuvveti sayesinde gerçekleşir.
Kaldırma kuvvetini hesaplamak için şu formülü kullanırız:
\(F_k = V_{batan} \cdot d_{sıvı} \cdot g\)
Şimdi bu formülü nasıl kullanacağımıza dair birkaç örnek yapalım:
\(F_k = 0.02 \, m^3 \cdot 1000 \, kg/m^3 \cdot 9.81 \, m/s^2 = 196.2 \, N\)
\(F_k = 0.005 \, m^3 \cdot 1000 \, kg/m^3 \cdot 10 \, m/s^2 = 50 \, N\)
Potansiyel enerji, bir cismin konumu veya durumu nedeniyle sahip olduğu enerjidir. Yani, cismin hareket etme potansiyeli vardır. İki tür potansiyel enerji vardır: çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi.
Çekim potansiyel enerjisi, bir cismin yer yüzeyinden yüksekliği nedeniyle sahip olduğu enerjidir. Bir cismi ne kadar yükseğe kaldırırsak, potansiyel enerjisi o kadar artar.
Çekim potansiyel enerjisini hesaplamak için şu formülü kullanırız:
\(E_p = m \cdot g \cdot h\)
Şimdi bu formülü nasıl kullanacağımıza dair birkaç örnek yapalım:
\(E_p = 2 \, kg \cdot 9.81 \, m/s^2 \cdot 1.5 \, m = 29.43 \, J\)
\(E_p = 0.5 \, kg \cdot 10 \, m/s^2 \cdot 2 \, m = 10 \, J\)
Esneklik potansiyel enerjisi, esnek bir cismin (yay gibi) sıkıştırılması veya gerilmesi sonucu depoladığı enerjidir. Yayı ne kadar çok sıkıştırır veya gerersek, potansiyel enerjisi o kadar artar.
Esneklik potansiyel enerjisini hesaplamak için şu formülü kullanırız:
\(E_p = \frac{1}{2} k x^2\)
Şimdi bu formülü nasıl kullanacağımıza dair birkaç örnek yapalım:
\(E_p = \frac{1}{2} \cdot 200 \, N/m \cdot (0.1 \, m)^2 = 1 \, J\)
\(0.25 = \frac{1}{2} \cdot k \cdot (0.05)^2\). Buradan \(k = \frac{2 \cdot 0.25}{0.0025} = 200 \, N/m\)
