ARŞİMET PRENSİBİ

A R Ş İM E T P R E N S İB İ; tamâmı veya bir kısmı
bir akışkanın (sıvı veya gaz) 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 ( 9 ) olan bir sıvıya tamâmen
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 ( g ‘), 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. 9 olur. Yüzen cisimler denge hâlinde 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 güzeylerine bu sıvı tarafından
tatbik edilen basıı^ kuvvetleridir. Basınç, derinlikle
orantılı o la r^ artar. Meselâ ekseni düşey
vaziyette olacak şekilde sıvıya batırılmış olan bir
silindirin yan yüzeylerine etki eden basınç kuvvetleri
(F2, F4, …) birbirini dengeler. Halbuki alt yüzeyi
daha derine batmış olduğundan bu yüze etki
eden basınç kuvvetij(F3), üst yüze etki eden basınç
kuvveti (Fj)den daha büyüktür. (F3) ve (Fj) kuvvetlerinin
bileşkesi ise yukarıya doğru olup, “sıvının
kaldırma kuvv£ti”ne eşittir.Şu halde, akışkanın cisme tatbik ettiği basınç
kuvvetlerinin bileşkesi kaldırma kuvvetini verir.Kaldırma kuvveti, dâimâ yerçekimi kuvvetine ters
yönde olduğu için, akışkanlar içine batmış olan cisimlerin
ağırlıklarında, boşluğa nisbetle bir azalma
hissedilir.
İslâm âlimlerinden Ebû Sehl Kûhî (7-1014)
“Basınç ve ağırlık merkezlerinin hesaplanması”
konusu üzerinde çalıştığı gibi “Arşimet prensibi”
üzerinde de araştırmalar yaparak derin tetkiklerde
bulundu.
Bilhassa fiziğin “Dinamik” ve “Hidrostatik”
konularındaki çalışmalarıyla tanınan İslâm âlimlerinden
birisi de Hâzinî’dir. (1118-1155). Hâzinî,
Arşimet kânununun sâdece sıvılar için geçerli olmadığını,
gazlar için de geçerli olduğunu ifâde
etti. Havanın da bir kaldırma kuvveti bulunduğunu
ve hava içinde bulunan bir cismin ağırlığının,
kaldırma kuvveti sebebiyle azalmış olduğunu,
ağırlıkdaki bu azalmanın ise havanın yoğunluğuna
göre değişeceğini söyledi.