Büyük Yunanlı bilgin Arşimet’in bulmuş olduğu ve kendi adı ile anılan Arşimet prensibi ve Arşimet burgusu nedir, özellikleri, açıklamaları, çizimleri.
Arşimet Kolu
Arşimet Prensibi :
Herhangi bir sıvı ve ya bir gaz içinde bulunan bir cisim yer çekimi kuvvetinin ters yönünde yani, aşağıdan yukarıya doğru bir itilme kuvvetine maruz kalır. Arşimet bunu şu şekilde izah etmiştir: Sıvı veya gaz içine batırılan katı bir cisim batan kısmının hacmi kadar sıvı ve ya gaz ağırlığına eşit bir kuvvetle yukarı doğru itilir. Buna göre, örneğin suya batırılmış olan bir cismin ağırlığı azalmış gibi görünür. Aslında bu yukarı iten kuvvetin yer çekimiyle ters yönde oluşundadır. Arşimet’in bu özellikten faydalanarak cisimlerin hacimlerini hesapladığı bilinmektedir. Suda ve ya herhangi bir sıvıda yüzmekte olan bir cismin ağırlığı o cismin suya dalmış olan kısmı ile içine batırılan ortanın özgül ağırlığı çarpımına eşittir. Gazlarda özgül ağırlık küçük olduğu için gaz içinde bulunan bir cismi yukarı doğru iten kuvvet daha küçüktür.
Cisimlerin, sıvı ya da gaz ortamlar içerisindeki denge koşullarını açıklayan fiziğin temel ilkelerinden biri. Arşimet’in ortaya koyduğu bu ilkeye göre sıvı ya da gaz ortam içerisinde bulunan bir cismin ağırlığı, kendi hacmine eşit hacimdeki sıvının (gazın) ağırlığı kadar azalır. Eğer cismin yalnız bir bölümü sıvı (gaz) ortam içerisinde bulunursa ağırlığı, sıvı (gaz) içinde kalan bölümünün hacmine eşit hacimdeki sıvının (gazın) ağırlığı kadar azalır. Buna göre hacmi V, ağırlığı G ve yoğunluğu Q olan bir cismin sıvı (gaz) ortam içerisinde kalan bölümünün hacmi V, sıvnın (gazın) yoğunluğu da Q ise cismin sıvı (gaz) ortam içersindeki ağırlığı, G = G-Fdir. Böylece cismin ağırlığı da F = G-G’ kadar azalır. Cismin ağırlığındaki azalmaya neden olan ve sıvı (gaz) tarafından yukarıya doğru etki ettirilen F kuvvetine “kaldırma kuvveti” denir. Bu kuvvet cismin, sıvı (gaz) içinde kalan bölümün hacmi (V) kadar hacimdeki sıvının (gazın) ağırlığma eşit olduğundan Arşimet İlkesi matematiksel olarak:
F = G – G’ = V’Q’ ya da hacmin ve yoğunluklar cinsinden:
F = VQ – V’Q’ = (V – V) Q = V’Q’ bağlantılarıyla gösterilir.
Arşimet ilkesinin ilginç sonuçlarından birisi cismin, sıvı ya da gaz ortam içerisinde bulunan bölümünün hacmine eşit hacimdeki sıvı ya da gazı bulundukları kabtan taşırmasıdır. Bu bakımdan kaldırma kuvveti, taşan sıvı ya da gazın ağırlığına eşittir. Bu olay içinde su bulunan ölçekli bir kaba uygun bir cisim atılarak kolayca gözlenebilir. Arşimet ilkesinin önemli bir sonucu da G’ = G – F = Q koşulunun gerçekleştiği durumdur. Yani cismin sıvı (gaz) içerisindeki ağırlığı sıfırdır. Böylece kaldırma kuvveti cismin gerçek ağırlığına eşit olur. Bir cismin sıvı ya da gaz ortam içindeki “denge koşulu” ya da “yüzme koşulu” adı verilen bu durum matematiksel olarak G = F ya da VQ = V’Q eşitlikleriyle gösterilir. Uygulamada bu eşitlikten yararlanılarak yoğunlukları bilinmeyen sıvı ya da katı cisimlerin yoğunluklan saptanır. Areometreler bu amaçla yapılan araçlardan biridir.
Sualtı ve suüstü taşıt araçları teknolojisinin temel ilkesi olan Arşimet ilkesi günlük yaşamda değişik olayların da temelini oluşturur. Bir yüzücünün tuzluluk oranı yüksek olan sularda tatlı suda olduğundan daha kolay yüzmesi Arşimet ilkesiyle açıklanır. Buzdağlarının deniz altında kalan bölümlerinin hacim ve kütleleri de bu ilkeden yararlanılarak saptanır.
Arşimet Prensibinin Çizim İle Gösterilmiş Hali
Arşimet Burgusu :
Arşimet Burgusu
Aşağıdan yukarıya su çıkarmaya yarayan bir aygıttır. Arşimet’in bu aygıtı bir Mısır gezisinde öğrenmiş olması ihtimali vardır. Bu aygıt eski zamanlarda Nil vadisini sulamada ve gemilere dolan suları küpeştenin üzerinden boşaltmada kullanılırdı.
Arşimet burgusu bir silindir üzerinde burgulu yani yılankavi bir tarzda dönen bir borudan meydana gelmiştir. Alt ucu suya batacak şekilde eğik tutulur. Üst tarafta elle çevrilen ve aygıtı döndürmeye yarayan bir kol vardır. Bu kol çevrilince burgu dönmeye başlar, içindeki su dönmenin verdiği hızla burgunun içinde yükselir, sonra yukarıdaki delikten dışarıya çıkar.
