Aşağıdaki durumların hangisinde kaldırma kuvveti sıfırdır?
A) Cisim sıvı yüzeyinde yüzerken
B) Cisim sıvı içinde askıda kalırken
C) Cisim sıvı dışındayken
D) Cisim sıvı içinde tamamen batmışken
E) Cisim sıvı içinde hareket ederken
Sevgili öğrenciler, bu soruda kaldırma kuvvetinin temel prensiplerini hatırlayarak doğru cevabı bulacağız. Kaldırma kuvveti, bir akışkan (sıvı veya gaz) içine batırılan bir cisme, akışkan tarafından yukarı yönde uygulanan kuvvettir. Arşimet Prensibi'ne göre, bu kuvvet, cismin yerini değiştirdiği akışkanın ağırlığına eşittir. Yani, bir cisim bir sıvıya batırılmadığı sürece, o sıvı tarafından bir kaldırma kuvvetine maruz kalmaz.
- A) Cisim sıvı yüzeyinde yüzerken: Cisim sıvı yüzeyinde yüzerken, cismin bir kısmı sıvının içine batmıştır. Bu batan kısım, kendi hacmi kadar sıvıyı yerinden oynatır. Yer değiştiren sıvı olduğu için, cisme yukarı yönde bir kaldırma kuvveti etki eder. Hatta bu durumda kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir. Dolayısıyla kaldırma kuvveti sıfır değildir.
- B) Cisim sıvı içinde askıda kalırken: Cisim sıvı içinde askıda kaldığında, cismin tamamı sıvının içindedir ve sıvının dibine batmadan dengede durur. Bu durumda da cisim kendi hacmi kadar sıvıyı yerinden oynatır. Cisme etki eden kaldırma kuvveti, cismin ağırlığına eşittir ve sıfır değildir.
- C) Cisim sıvı dışındayken: Cisim sıvı dışındayken, sıvıyla hiçbir teması yoktur ve dolayısıyla sıvının içine batmamıştır. Cisim, sıvının içinde olmadığı için herhangi bir sıvıyı yerinden oynatmaz. Arşimet Prensibi'ne göre, yer değiştiren sıvı olmadığı için, sıvı tarafından cisme uygulanan kaldırma kuvveti de sıfırdır. Bu durum, kaldırma kuvvetinin sıfır olduğu tek seçenektir.
- D) Cisim sıvı içinde tamamen batmışken: Cisim sıvı içinde tamamen batmışken, cismin tamamı sıvının içindedir. Bu durumda da cisim kendi hacmi kadar sıvıyı yerinden oynatır. Cisme yukarı yönde bir kaldırma kuvveti etki eder. Bu kuvvet, cismin ağırlığından az olabilir (eğer batıyorsa) veya eşit olabilir (eğer dibe oturmuş ama hala kaldırma kuvveti alıyorsa), ancak sıfır değildir.
- E) Cisim sıvı içinde hareket ederken: Cisim sıvı içinde hareket etse bile (yukarı, aşağı veya yatay), sıvının içinde olduğu sürece kendi hacmi kadar sıvıyı yerinden oynatır. Yer değiştiren sıvı olduğu için cisme her zaman bir kaldırma kuvveti etki eder. Hareket, kaldırma kuvvetinin varlığını ortadan kaldırmaz, sadece diğer kuvvetlerle (sürtünme gibi) birlikte cismin hareketini etkiler. Dolayısıyla kaldırma kuvveti sıfır değildir.
Bu açıklamalara göre, kaldırma kuvvetinin sıfır olduğu tek durum, cismin sıvının dışında olduğu durumdur.
Cevap C seçeneğidir.
