Arşimet Prensibi

Arşimet Prensibi, bir akışkan içinde kısmen veya tamamen batmış bir cisme, cismin yerini değiştirdiği akışkanın ağırlığına eşit ve yukarı yönde bir kaldırma kuvveti uygulandığını ifade eden temel bir fizik yasasıdır.

Bu prensip, antik Yunan matematikçisi ve mucidi Siraküza'lı Arşimet tarafından MÖ 3. yüzyılda keşfedilmiştir. Efsaneye göre, kralın tacının saf altından olup olmadığını belirleme görevi verilen Arşimet, bir hamamda suya girdiğinde su seviyesinin yükseldiğini fark etmiş ve bu gözlemle prensibi bulmuştur. Bu keşfin ardından "Eureka!" (Buldum!) diye bağırarak sokaklarda koştuğu rivayet edilir.

Matematiksel olarak, kaldırma kuvveti ($F_k$) şu formülle ifade edilebilir: $F_k = \rho \cdot g \cdot V_{yerdeğiştiren}$, burada:

• $\rho$ (rho), akışkanın yoğunluğunu,
• $g$, yerçekimi ivmesini,
• $V_{yerdeğiştiren}$, cismin yerini değiştirdiği akışkanın hacmini temsil eder. Bu hacim, cismin akışkana batan kısmının hacmine eşittir.

Arşimet Prensibi'nin temel çıkarımlarından biri, bir cismin akışkan içinde yüzüp yüzmeyeceğini veya batıp batmayacağını belirlemesidir. Eğer cismin ortalama yoğunluğu akışkanın yoğunluğundan az ise cisim yüzer; eğer yoğunluğu daha fazla ise batar. Cismin ortalama yoğunluğu akışkanın yoğunluğuna eşitse, cisim akışkan içinde askıda kalır.

Bu prensibin günlük hayattan mühendisliğe kadar geniş bir uygulama alanı vardır. Gemilerin yüzmesi, denizaltıların derinlik kontrolü, sıcak hava balonlarının yükselmesi, hidrometrelerin sıvıların yoğunluğunu ölçmesi gibi pek çok olgu ve teknolojik tasarım Arşimet Prensibi sayesinde açıklanır ve mümkün hale gelir. Ayrıca, arkeolojik çalışmalarda batık gemilerin ve antik eserlerin kaldırma tekniklerinde de bu prensipten faydalanılır.