Cevap :
HAVANIN İTME VE KALDIRMA KUVVETİNİN İNCELENMESİ
Deneyin Amacı: Rüzgarın (hava olaylarının) cisimler üzerindeki etkisinin
(itme kaldırma v.b) görülmesi.
Hazırlık Soruları:
1-Yeryüzündeki çalı yaprak ve toz rüzgarın etkisiyle neden yer değiştirir?
2-Yelkenli ve yel değirmeni neden hareket eder? Tartışınız.
3-İçine hava doldurulan balon uçmaz. Fakat içine gaz doldurulan balon uçar havada hareket eder. Nedenlerini tartışınız.
Kullanılan Araç ve Gereçler:
1-orta boy iki ucu açık cam boru
4-beherglas
7-küçük parçalar halinde kesilmiş kağıt parçaları veya kuru yaprak parçaları
2-su çarkı
5-sıvı deterjan
3-su
6-içine helyum gazı doldurulmuş uçan balon
Deney Düzeneği:
Deneyin Yapılışı:
1-İki ucu açık cam boruyla su çarkına üfleyin çarkın hareketini gözleyin.
2-Beherglas içine bir miktar su koyup içine sıvı deterjan koyun.
3-Suyu köpürtüp baloncukların pencereden uçmasını sağlayarak hareketlerini gözleyin.
4-Uçan balonu serbest bırakın ve hareketini gözleyin.
Deneyin Sonucu:
1-Cam borudan su çarkına üflediğimizde borudan çıkan havanın itmesiyle çark döner. İtme kuvvetini artırdığımız sürece çarkın daha hızlı döndüğünü görürüz.
2-Sabun baloncuklarını kuru yaprakları kağıt parçalarını ve uçan balonu serbest bıraktığımızda açık havanın kaldırma etkisiyle yukarı doğru uçmaya başladığını rüzgarın etkisiyle (itme) sağa ve sola hareket ettiğini gözlemleriz
Teorik Bilgi:
Havadaki sıcaklık değişimi hava basıncının değişmesine neden olur. Bu değişim hava akımını meydana getirir. Küçük cisimlerin hava ortamında yer değiştirmesinin nedeni hava akımının oluşturduğu itme kuvvetidir. Havadan daha hafif gazlarla dolu cisimler havanın kaldırma kuvvetinin etkisiyle yukarı doğru hareket ederler. Balonlar havanın kaldırma kuvvetinden yararlanarak yükselir ve havanın itmesiyle hareket eder.
Yeldeğirmeni yelkenli ve rüzgar gölü havanın itme kuvvetiyle çalışan düzeneklerdir.
Havanın İtme Kuvvati Havanın İttirme Ve Kaldırma Kuvveti Hakkında Bilgiler Nelerdir?
Havanın İtme Kuvvati Havanın İttirme Ve Kaldırma Kuvveti Hakkında Bilgiler Nelerdir?
Eğer havanın kaldırma kuvveti cismin ağırlığından büyük ise o cisim uçar. Uçan balonlar ve zeplinler bu mantık ile havada uçar veya yükselir.
Şekil – I de hava ortamında eşit kollu terazinin kollarına asılarak hacimleri farklı cisimler dengeleniyor. Hava boşaltıldığında terazi Şekil – II deki durumu alıyor. Çünkü hava ortamında hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti uygulanır. Hava dışarı alındığında bu kuvvet ortadan kalktığı için hacmi büyük olan cisim aşağı iner.
Eğer havasız ortamda aynı terazi dengelendikten sonra hava ortamına çıkarılsaydı bu durumda da hacmi büyük olan cisim yukarı kalkardı.
Cisim ne kadar büyürse ona etki eden havanın kaldırma kuvveti fazlalaşır. Bu yüzden 01 m3 cisme yaklaşık 1 N' luk kaldırma kuvveti etki ederken 05 m3' lük cisme yaklaşık 5 N' luk kaldırma kuvveti etki eder.
Balon hava akışkanlar içerisine konulmuş bir cisimdir. Gaz sızdırmaz ipekli veya pamuklu kumaştan ya da plastik maddelerden yapılan balonun havada uçabilmesi için ortalama yoğunluğunun havanın yoğunluğundan az olması gerekir.
Bunun için:
. Balon içerisindeki hava ısıtılabilir.
. Balon içerisine havadan daha hafif olan helyum veya hidrojen gibi başka bir gaz doldurulabilir.
Her iki durumda da balon havada yükselir.
Bir uçan balonun irtifasının (yerden yüksekliğinin) kontrolü balon ve içindeki gazdan oluşan sistemin yoğunluğunun değiştirilmesi ile sağlanır. Yani sistemin yoğunluğu azaltılırsa balon irtifa kazanır yükselir tersi yapılırsa irtifa kaybeder yere yaklaşır.
Bir cismin kendinden daha yoğun cisimler içinde yüzer veya uçar.
Atmosferde yukarılara doğru çıktıkça gazların (atmosferin) yoğunluğu azalır. Bu sebeple balonların uzaya kadar çıkmaları çok zordur. Bir yükseklikten sonra balonun atmosferden az olan yoğunluğu belli bir yükseklikten sonra eşitlenebilir. Yalnız şunu da unutmamak gerekir. Yukarılara doğru çıktıkça yoğunlukla beraber atmosferin basıncıda azalır.
Eğer havanın kaldırma kuvveti cismin ağırlığından büyük ise o cisim uçar. Uçan balonlar ve zeplinler bu mantık ile havada uçar veya yükselir.
Şekil – I de hava ortamında eşit kollu terazinin kollarına asılarak hacimleri farklı cisimler dengeleniyor. Hava boşaltıldığında terazi Şekil – II deki durumu alıyor. Çünkü hava ortamında hacmi büyük olan cisme daha fazla kaldırma kuvveti uygulanır. Hava dışarı alındığında bu kuvvet ortadan kalktığı için hacmi büyük olan cisim aşağı iner.
Eğer havasız ortamda aynı terazi dengelendikten sonra hava ortamına çıkarılsaydı bu durumda da hacmi büyük olan cisim yukarı kalkardı.
Cisim ne kadar büyürse ona etki eden havanın kaldırma kuvveti fazlalaşır. Bu yüzden 01 m3 cisme yaklaşık 1 N' luk kaldırma kuvveti etki ederken 05 m3' lük cisme yaklaşık 5 N' luk kaldırma kuvveti etki eder.
Balon hava akışkanlar içerisine konulmuş bir cisimdir. Gaz sızdırmaz ipekli veya pamuklu kumaştan ya da plastik maddelerden yapılan balonun havada uçabilmesi için ortalama yoğunluğunun havanın yoğunluğundan az olması gerekir.
Bunun için:
. Balon içerisindeki hava ısıtılabilir.
. Balon içerisine havadan daha hafif olan helyum veya hidrojen gibi başka bir gaz doldurulabilir.
Her iki durumda da balon havada yükselir.
Bir uçan balonun irtifasının (yerden yüksekliğinin) kontrolü balon ve içindeki gazdan oluşan sistemin yoğunluğunun değiştirilmesi ile sağlanır. Yani sistemin yoğunluğu azaltılırsa balon irtifa kazanır yükselir tersi yapılırsa irtifa kaybeder yere yaklaşır.
Bir cismin kendinden daha yoğun cisimler içinde yüzer veya uçar.
Atmosferde yukarılara doğru çıktıkça gazların (atmosferin) yoğunluğu azalır. Bu sebeple balonların uzaya kadar çıkmaları çok zordur. Bir yükseklikten sonra balonun atmosferden az olan yoğunluğu belli bir yükseklikten sonra eşitlenebilir. Yalnız şunu da unutmamak gerekir. Yukarılara doğru çıktıkça yoğunlukla beraber atmosferin basıncıda azalır.
