Bir odun parçası suda yüzerken aynı hacimdeki taş niçin batıyor?
Cevap :
Bir odun parçası suda yüzerken aynı hacimdeki taş niçin batıyor, çünkü odun parçasının yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha küçüktür, taşın yoğunluğu ise suyun yoğunluğundan daha büyüktür. Yoğunluk, bir cismin birim hacmindeki kütlesidir. Bir cisim suyun içine bırakıldığında, suyun kaldırma kuvveti ile cisme etki eden yerçekimi kuvveti arasında bir denge oluşur. Eğer kaldırma kuvveti yerçekimi kuvvetinden büyükse cisim yüzer, eğer küçükse cisim batar. Kaldırma kuvveti ise, cismin yer değiştirdiği suyun ağırlığına eşittir. Bu nedenle, aynı hacimdeki iki cisimden daha hafif olanı yani daha az yoğun olanı yüzer, daha ağır olanı yani daha çok yoğun olanı batar. Odun parçası ile taş arasındaki yoğunluk farkı da bu sonucu doğurur.
Bir denizaltı istediği zaman suya batarken istediği an su üzerine çıkabiliyor. Sizce bunu nasıl yapıyor?
Cevap : Bir denizaltı istediği zaman suya batarken istediği an su üzerine çıkabiliyor, çünkü denizaltının yoğunluğunu değiştirebilen özel tanklar bulunuyor. Bu tanklara safra tankı ismi verilir. Safra tankları sayesinde denizaltılar kolaylıkla suyun içine dalabilir ya da sudan yukarıya doğru çıkabilir.
Denizaltının suyun yüzeyinde kalma veya dalma durumuna göre safra tankları hava veya su ile doldurulur. Denizaltı suya dalmak istediği zaman safra tanklarının üst ve alt kapakları açılır. Tankların alt kapaklarından içeri su alınırken, üst kapaklarından dışarı hava çıkar. Gittikçe su ile dolan tanklar denizaltının ağırlığını, dolayısıyla yoğunluğunu artırır ve denizaltının suyun derinlerine dalmasını sağlar.
Denizaltı tekrar yüzeye çıkmak istediği zaman ise içinde basınçlı hava bulunan tanklardan safra tanklarına hava basılır. Basınçlı hava suyun alttaki kapaklardan dışarı çıkmasına ve denizaltının suyun yüzeyine doğru yükselmesine sebep olur.
Bu soruyu cevaplamak için yoğunluk ve kaldırma kuvveti gibi kavramları bilmek gerekir. Yoğunluk, bir cismin birim hacmindeki kütlesidir. Kaldırma kuvveti ise, bir akışkan içerisine tamamen ya da kısmen batmış herhangi bir şekle sahip cisime yerel basıncın tersi yönünde uygulanan net kuvvettir. Kaldırma kuvveti, cismin yer değiştirdiği akışkanın ağırlığına eşittir.
Sıcak hava balonunun yukarılara yükselmesini sağlayan nedir?
Cevap :
Sıcak hava balonunun yukarılara yükselmesini sağlayan, sıcak havanın soğuk havadan daha hafif olmasıdır. Sıcak hava balonu, bir kubbe , bir sepet ve bir burner olmak üzere üç ana parçadan oluşur. Kubbe, yanmaz kumaştan yapılan balonun kendisidir. Sepet, pilotu, yolcuları ve sıvı propan yakıt tanklarını taşır. Burner ise sıvı propanı gaza çevirerek yakar ve kubbenin içindeki havayı ısıtır.
Balonu uçurmak için önce güçlü bir vantilatörle kubbe şişirilir sonra da burner ile kubbenin içindeki hava ısıtılır. Kubbenin içindeki hava ısındıkça, balon yükselir. Balonun yükselmesi istendiğinde, burner çalıştırılır ve ateş kubbenin içindeki havayı ısıtarak yükselmesine neden olur. Balonun alçalması istendiğinde ise, kubbenin tepesindeki delik açılır ve sıcak havanın balonun tepesinden uçup gitmesine izin verilir. Kubbedeki hava soğuyunca balon yeniden alçalmaya başlar.
Balona yön veren şey ise rüzgardır. Atmosferin farklı yüksekliklerinde rüzgarlar farklı yönlere eserler. Balonu yönlendiren kişi alçalarak ya da yükselerek gitmek istediği yöne doğru esen bir rüzgar yakalamaya çalışır. Bu nedenle balonla uçuş yapmadan önce hava durumu ve rüzgar yönleri kontrol edilmelidir.
