Gemiler Neden Batmaz?

Gemiler bugün deniz ulaşımı açısından çok önemlidir. Dünyadaki ticaretin büyük bir kısmın da gemiler sayesinde yapılmaktadır. Bugün üzerinde duracağımız soru yıllardır sorular gemiler neden batmaz sorusudur. Gemiler neden batmaz sorusu 4. sınıf müfredatında dahi karşımıza çıkmaktadır. Bu nedenle cevabı oldukça basit tutacağız.

Gemilerin batmamasının ana nedeni suyun kaldırma kuvveti dediğimiz kuvvettir. Diyeceksiniz ki madem kaldırma kuvvet var öyleyse bilye suda batarken gemi neden batmaz. Ya da suda taş bile batar bunlara kaldırma kuvveti uygulanmıyor mu?

Kaldırma kuvveti cismin hacmine yani kapladığı yere göre uygulanır. Geminin ağırlığı fazla olmasına rağmen kapladığı alan ağırlığına oranla daha fazla olduğu için batmamaktadır.

Cisimlerin suda veya başka bir sıvıda batıp batmamaları öz kütlelerine bağlıdır. Öz kütle kütlenin hacme oranıdır. Yani öz kütle = kütle / hacim şeklindedir.

Gemiler Nasıl Yüzer?

Gemiler tonlarca ağırlıkta olmasına rağmen neden batmaz ve yüzer ancak öz kütle kavramıyla anlaşılabilecek bir sorudur. Suyun öz kütlesi 1 gr / cm³ şeklindedir. Bu öz kütleden daha düşük olan maddeler suyun yüzeyinde yüzer. Daha büyük olanlar ise suyun dibine batar.

Gemiyi taş ile veya bilyeyle kıyaslarken tonuna göre kıyaslama yapamayız. Öz kütlesine göre kıyaslama yapabiliriz. Geminin öz kütlesi 1’den küçük olduğu için gemi suyun yüzeyinde yüzecektir. Geminin öz kütlesinin düşük çıkmasının nedeni içerisinde boşluk olmasıdır. Geminin şeklinden dolayı içinde boşluk oluşmaktadır. Bu da toplam öz kütlesini epey düşürmektedir.

Suyun kaldırma kuvveti şu şekilde hesaplanır: F = Batan kısmın hacmi x suyun öz kütlesi

Bu da mantık olarak şu anlama gelmektedir. Geminin batan kısmındaki eğer gemi değil de su olsaydı ne kadar ağırlık olacaktı? İşte su tam bu miktar kadar kaldırma kuvvet uygular. Bu nedenle gemiye bir yük yüklediğinizde gemi biraz daha suya batar ancak yüzmeye devam eder. Çünkü geminin batan kısmının artması gemiye uygulanacak kaldırma kuvvetini de büyütecektir.

Gemiler suyun üstünde nasıl durur bu mantıkla çıkarabilirsiniz. Eğer suya bir taş atarsanız taşın tamamı battığında dahi taşa uygulanan kaldırma kuvveti taşın kütlesinden küçük olacaktır. Bu nedenle taş veya demir bilye yüzmez ancak tahta gibi öz kütlesi düşük maddeler veya gemi gibi içinde boşluk olan maddeler yüzmeye devam edecektir.

Denizaltı Neden Batmaz?

Denizaltının mantığı da geminin mantığına kısmen benzer. İçinde boşluk olduğu için öz kütlesi düşük gelmektedir. Ancak denizaltının gemiye göre farklı durumları vardır. Çünkü denizaltılar sadece yüzeyde hareket etmez. Aynı zamanda suyun altında da ilerler.

Denizaltıların motorları batıp çıkmaya göre dizayn edilmiştir. Bu nedenle yüzeyde kalması gerekirken motor gücü kullanılarak dibe de dalabilir.

Denizaltılar genellikle hava tankı taşır. Bu tankın hava ile doldurulmasıyla geminin su yüzeyine çıkması daha kolay hale gelir. Çünkü denizaltının öz kütlesi düşmektedir. Tanktaki havanın boşaltılması ile de denizaltının suyun altına dalması daha kolay hale gelmektedir.

Denizaltı, gemi, taş, tahta, bilye, demir iğne suya atılan hangi madde olursa olsun aynı kaldırma kuvveti ilkeleri geçerlidir. Gemilerin dizaynı da bu kaldırma kuvveti hesaplanarak yapılmaktadır.