Görünür (sıvı içindeki) ağırlık nedir?
Bir cisim sıvıya batırıldığında, sıvı onu yukarı doğru iten bir kaldırma kuvveti uygular. Bu nedenle cisim, havadaki gerçek ağırlığından daha hafif hissedilir. Cisim sıvı içinde asılıyken bir terazinin göstereceği bu azalmış ağırlığa görünür ağırlık ya da sıvı içindeki ağırlık denir. Bu, tutarlı SI birimleriyle her durumda çalışan evrensel bir fizik aracıdır.
Hesaplama aracı nasıl kullanılır?
Cismin kütlesini kilogram, hacmini metreküp, içinde bulunduğu sıvının yoğunluğunu kg/m³ ve yerel yerçekimi ivmesini (Dünya'da 9,81 m/s²) girin. Araç, görünür ağırlığı newton cinsinden hesaplar; ayrıca gerçek ağırlığı, kaldırma kuvvetini ve bir terazinin göstereceği eşdeğer görünür kütleyi de verir.
Formülün açıklaması
Temel denklem şudur: $$W_{\text{görünür}} = m \cdot g - \rho \cdot V \cdot g$$ İlk terim olan \(m \cdot g\), gerçek ağırlığı (kütleye etki eden yerçekimi) ifade eder. İkinci terim \(\rho \cdot V \cdot g\) ise Arşimet ilkesinden gelen kaldırma kuvvetidir; yer değiştiren sıvının ağırlığına eşittir. Burada \(\rho\) sıvının yoğunluğu, \(V\) ise yer değiştiren (batık) hacimdir. Gerçek ağırlıktan kaldırma kuvvetini çıkarınca net aşağı yönlü kuvvet, yani görünür ağırlık elde edilir.
Örnek hesaplama
Kütlesi 10 kg ve hacmi 0,005 m³ olan katı bir cisim, suya (\(\rho = 1000 \ \text{kg/m}^3\)) tamamen batırılıyor ve \(g = 9{,}81 \ \text{m/s}^2\) alınıyor. Gerçek ağırlık $$= 10 \times 9{,}81 = 98{,}1 \ \text{N}$$ Kaldırma kuvveti $$= 1000 \times 0{,}005 \times 9{,}81 = 49{,}05 \ \text{N}$$ Görünür ağırlık $$= 98{,}1 - 49{,}05 = \mathbf{49{,}05 \ \text{N}}$$ yani bir terazide yaklaşık 5 kg'a karşılık gelir.
Sıkça sorulan sorular
Görünür ağırlık negatif olabilir mi? Evet. Kaldırma kuvveti gerçek ağırlığı aşarsa değer negatif çıkar; bu, cismin yüzdüğü ve aşağıda tutulması gerektiği anlamına gelir.
Hangi hacmi kullanmalıyım? Cismin batık hacmini kullanın. Tamamen batırılmış katı bir cisim için bu, cismin toplam hacmidir.
Bu hesaplama her sıvı için geçerli mi? Evet. Doğru sıvı yoğunluğunu kullanmanız yeterli (örneğin su için ~1000 kg/m³, hava için ~1,2 kg/m³, cıva için ~13534 kg/m³).
