Back to the topics list

üzmə qabiliyyəti

Üzmə qabiliyyəti

Üzmə qabiliyyəti, bir cismin mayeyə yerləşdirildiyi zaman batacağını və ya üzəcəyini təyin edən bir qüvvədir. Bu konsepsiya təkcə fizikada əsas deyil, həm də maddənin müxtəlif vəziyyətlərini və onların qarşılıqlı təsirlərini başa düşməkdə mühüm rol oynayır. Üzmə qabiliyyəti qazlara, mayelərə və hətta dənəvər materiallara təsir edərək onu təbiətdə və texnologiyada geniş yayılmış hadisə halına gətirir.

Maddənin Dövlətlərini Anlamaq

Maddənin üç əsas vəziyyəti bərk , maye və qazlardır . Bərk cisimlər müəyyən forma və həcmə malikdir, mayelər müəyyən həcmə malikdirlər, lakin öz qabının formasını alırlar, qazlar isə nə müəyyən formaya, nə də müəyyən həcmə malikdirlər və qablarını doldurmaq üçün genişlənirlər.

Üzmə qabiliyyəti ilk növbədə maye və qazlarla əlaqədardır, çünki bunlar suya batırılmış və ya onların üzərində üzən cisimlərə yuxarıya doğru güc tətbiq edən mayelərdir. Mayedəki cismin davranışı mayenin sıxlığına nisbətən cismin sıxlığından asılıdır.

Üzgüçülük prinsipi

Arximed prinsipi olaraq da bilinən üzmə prinsipi, mayeyə batırılmış bir cismə tətbiq olunan yuxarı qaldırıcı qüvvənin, tamamilə və ya qismən suya batırılmış olmasından asılı olmayaraq, bədənin yerindən çıxardığı mayenin ağırlığına bərabər olduğunu bildirir. Riyazi olaraq bunu aşağıdakı kimi ifadə etmək olar:

\(F_b = \rho_{fluid} \cdot V_{displaced} \cdot g\)

harada:

• \(F_b\) qaldırıcı qüvvədir,
• \(\rho_{fluid}\) mayenin sıxlığıdır,
• \(V_{displaced}\) cisim tərəfindən yerdəyişdirilmiş mayenin həcmidir,
• \(g\) cazibə qüvvəsi ilə əlaqədar sürətlənmədir.

Sıxlığı mayenin sıxlığından az olarsa, cisim üzəcək və sıxlığı daha çox olarsa, batacaq. Sıxlıqlar bərabər olarsa, cisim maye içərisində asılmış vəziyyətdə qalacaq.

Sıxlıq və onun rolu

Sıxlıq ( \(\rho\) ) maddənin vahid həcminə düşən kütlə kimi müəyyən edilir:

\(\rho = \frac{m}{V}\)

burada \(m\) maddənin kütləsi və \(V\) onun həcmidir. Bir cismin mayenin sıxlığına nisbətən sıxlığı üzmə qabiliyyətində həlledici rol oynayır. Mayedən daha sıx olan cisimlər batacaq, daha az sıx olanlar isə üzəcək.

Nümunələr və Təcrübələr

Üzmə qabiliyyətini göstərmək üçün ümumi bir nümunə su üzərində üzən buz hadisəsidir. Buz bərk sudur və sıxlığı maye suyun sıxlığından az olduğu üçün üzür. Bu, buzun unikal molekulyar quruluşuna görə baş verir ki, bu da onu maye şəklində eyni miqdarda sudan daha çox həcmdə tutur.

Üzmə qabiliyyətini nümayiş etdirmək üçün təcrübə bir stəkan su və müxtəlif materiallardan (məsələn, plastik, metal və ağac) bir neçə kiçik obyektdən istifadə etməklə həyata keçirilə bilər. Bu cisimləri yumşaq bir şəkildə suya atdıqda, hansı cisimlərin üzdüyü, hansının batması ilə bağlı müşahidələr aparıla bilər. Bu sadə təcrübə cisimlərin suyun sıxlığına nisbətdə onların üzmə qabiliyyətini necə təyin etdiyini göstərir.

Üzmə qabiliyyətinin tətbiqləri

Üzmə qabiliyyəti həm təbii hadisələrdə, həm də insan tərəfindən hazırlanmış cihazlarda çoxsaylı tətbiqlərə malikdir. Bəzi tətbiqlərə aşağıdakılar daxildir:

• Gəmilər və qayıqlar: Üzmə qabiliyyəti gəmilərin, qayıqların və hətta nəhəng tankerlərin ağır çəkilərinə baxmayaraq suda üzməsinə imkan verən prinsipdir. Bu gəmilərin içi boş formada dizayn edilməsi onların öz çəkilərindən daha çox üzmə qüvvəsi yaratmaq üçün kifayət qədər suyu sıxışdırmasını təmin edir.
• Sualtı qayıqlar: Sualtı qayıqlar dalış və səth üçün üzmə qabiliyyətindən istifadə edirlər. Balast çənlərindəki suyun miqdarını tənzimləyərək, onların ümumi sıxlığını dəyişə bilərlər, bu da üzmə prinsipinə uyğun olaraq batmağa və ya üzməyə imkan verir.
• İsti hava balonları: İsti hava şarı əhatə edən soyuq havadan daha az sıxdır. Balonun içindəki havanı qızdırmaqla, o, çöldəki daha soyuq havadan daha az sıx olur və balonu səmaya qaldıran bir qaldırıcı qüvvə yaradır.
• Balıqlar və su həyatı: Bir çox su heyvanı üzmə kisəsi kimi tanınan daxili orqan vasitəsilə üzmə qabiliyyətini tənzimləyir. Üzgüçülük kisəsindəki qazın miqdarını dəyişməklə, onlar üzmək, batmaq və ya neytral olaraq üzmə qabiliyyətini saxlaya bilirlər ki, bu da onlara əhəmiyyətli enerji sərf etmədən suda səmərəli hərəkət etməyə imkan verir.

Neytral üzmə qabiliyyəti

Neytral üzmə qabiliyyəti cismə təsir edən üzmə qüvvəsi cismin ağırlığına bərabər olduqda baş verir ki, bu da onun nə batmasına, nə də üzməsinə, mayedə asılı vəziyyətdə qalmasına səbəb olur. Bu vəziyyət çox səy göstərmədən müəyyən bir dərinliyi saxlamağa ehtiyacı olan su orqanizmləri və müəyyən bir dərinlikdə uçmaq istəyən dalğıclar və sualtı nəqliyyat vasitələri üçün çox vacibdir.

Üzmə qabiliyyətinə təsir edən amillər

Üzmə qabiliyyətinə bir neçə faktor təsir edə bilər, o cümlədən:

• Maye Sıxlığı: Mayenin sıxlığı temperatur dəyişiklikləri və ya duzluluq səviyyəsinə görə dəyişə bilər, bu da üzmə qabiliyyətinə təsir göstərir. Məsələn, duzlu su şirin sudan daha sıxdır və obyektlərin daha asan üzməsinə imkan verir.
• Obyekt Sıxlığı: Cismin tərkibi və quruluşu onun sıxlığını müəyyən edir. Ətrafdakı mayedən daha az sıxlığa malik materiallardan hazırlanmış obyektlər üzəcək.
• Cazibə qüvvəsi: Cazibə qüvvəsi yerdəyişən mayenin çəkisinə və nəticədə, qaldırıcı qüvvəyə təsir edir. Cazibə qüvvəsi az olan mühitlərdə cisimlər azaldılmış üzmə qüvvəsi ilə qarşılaşacaq.

Çağırışlar və Mülahizələr

Üzmə qabiliyyəti prinsipi sadə olsa da, bu prinsipdən səmərəli istifadə edən obyektlərin və ya sistemlərin layihələndirilməsi çətin ola bilər. Mühəndislər və konstruktorlar istənilən üzmə xüsusiyyətlərinə nail olmaq üçün materialların sıxlığını, obyektin formasını və həcmini, ətrafdakı mayenin şərtlərini diqqətlə nəzərdən keçirməlidirlər. Məsələn, gəmilər və sualtı qayıqlar üzmə qabiliyyətinə olan ehtiyacı struktur bütövlüyü və funksionallığı ilə tarazlaşdırmaq üçün diqqətlə hazırlanmışdır.

Nəticə

Üzmə qabiliyyəti mayelərdə olan cisimlərin dənizin altında olmasından, səthində üzməsindən və ya havada uçmasından asılı olmayaraq davranışında mühüm rol oynayan əsas qüvvədir. Üzmə qabiliyyətinin prinsiplərini başa düşmək təbii dünyada naviqasiya etmək və suda və ya su ətrafında işləyən texnologiyaların inkişafı üçün vacibdir. Maddənin vəziyyətləri, fizika qanunları və insanlar tərəfindən hazırlanmış innovativ tətbiqlər arasındakı qarşılıqlı əlaqəni tədqiq etməklə biz ətrafımızdakı dünyanın mürəkkəbliyi və gözəlliyi üçün daha dərindən dərk edirik.