Günlük hayatta sıkça karşılaştığımız bir olgu olan kaldırma kuvveti, bir sıvının veya gazın içine batırılan nesnelere uyguladığı yukarı yönlü kuvvettir. Bu kuvvet sayesinde gemiler yüzebilir, balonlar havada süzülebilir ve bizler denizde rahatlıkla batmadan durabiliriz.
Kaldırma kuvvetinin temelini açıklayan prensip, ünlü Yunan matematikçi ve fizikçi Arşimet'e aittir. Efsaneye göre, kralın tacının altından yapılıp yapılmadığını anlamak için düşünürken hamamda suyun kaldırma kuvvetini keşfeder ve "Eureka!" (Buldum!) diye bağırarak sokağa fırlar.
Arşimet Prensibi'ne göre, bir sıvıya veya gaza batırılan bir cisme etkiyen kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği sıvının veya gazın ağırlığına eşittir.
Matematiksel olarak ifade etmek gerekirse:
Fk = Vbatan * ρsıvı * g
Burada:
Bir cismin yüzebilmesi için iki temel şartın sağlanması gerekir:
Bir cismin sıvı içindeki davranışını belirleyen üç temel durum vardır:
Eğer cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan büyükse, cisim batar. Bu durumda, cismin ağırlığı kaldırma kuvvetinden daha büyüktür.
Eğer cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğuna eşitse, cisim sıvı içinde askıda kalır. Bu durumda, cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir.
Eğer cismin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan küçükse, cisim yüzer. Bu durumda, cismin ağırlığı kaldırma kuvvetine eşittir ve cismin bir kısmı sıvı yüzeyinin üzerinde kalır.
Kaldırma kuvveti ve Arşimet Prensibi, fizik ve mühendislik alanlarında birçok uygulamanın temelini oluşturur. Gemilerin tasarımından, denizaltıların kontrolüne, balonların havalanmasından, hidrometrenin çalışmasına kadar birçok alanda bu prensiplerden yararlanılır.
