Basınç konusu katı basıncı, sıvı basıncı ve gaz basıncı olmak üzere üç bölümde incelenir.
Basıncın birimi Pascal ( Pa ) dır. Ve basıncı P harfi ile gösteririz.
A)KATI BASINCI
Katı cisimlerin yer çekiminden dolayı bir ağırlıkları vardır. Bu ağırlık bir kuvvettir. Birim yüzeye dik etki eden kuvvete Katı Basıncı denir.
Katı basıncını günlük hayatta bir çok yerde kullanırız. Bıçağımızla sebze keserken, Karlı havalarda araçlara zincir takarken , iğneleri ve raptiyeleri kullanırken , iş makinelerinin paletli olması katı basıncına örnektir.
Ya da aynı kiloda iki kişinin birisinin topuklu ayakkabı ile diğerinin düz ayakkabı ile kumsalda yürüdüğünü düşündüğümüzde topuklu ayakkabı giyen kişinin kumsalda daha çok iz bırakması katı basıncına örnektir.
Diğer bir örnekte raptiyenin sivri ucunun panoya çok rahat saplarken ,daha geniş olan arka yüzünü panoya saplamak pek mümkün olmayacaktır.
Birim yüzeye etki eden dik kuvvete BASINÇ denir.
Raptiyenin sivri ucunun yüzey alanı çok küçükken arka yüzünün yüzey alanı ön tarafına göre oldukça geniştir. Sivri yüzü ona etki eden kuvveti çok rahat bir şekilde panoya aktarabilirken yüzey alanı geniş kısım ona etki eden kuvveti çok küçük bir şekilde panoya ilettiği için saplamakta zorlanırız.
Katı basıncının bağlı olduğu iki faktör vardır.
- Cisime etki eden kuvvete (Cismin ağırlığına )
- Cismin yüzey alanı
Cisime etki eden kuvvet ile Basınç arasındaki ilişkiyi görmek için aşağıdaki şekilleri inceleyelim.
Yüzey alanları aynı olmasına rağmen birinci şekilde etki eden kuvvet daha fazladır. O halde
P1 Basıncının yere yaptığı basınç P2 Basıncına göre daha fazladır . Çünkü katı basıncı kuvvet arttıkça artar .
Cismin yüzey alanı arttıkça yüzeye etki eden basınç azalır. Basınç yüzey alanı ile ters orantılıdır. Günlük hayatımızda yüzey alanı küçük cisimlere sivri kelimesini kullanırız.O halde aynı kuvvetle sivri olan cisimlerin yüzeye uyguladıkları basınç daha fazla olur .
Günlük hayatımızda kullandığımız bazı aletler katı basıncını arttırmak bazı aletler de katı basıncını azaltmak için tasarlanır.
Örneğin : Bıçağı bilemek , iğnenin sivri ucunun olması , futbolcu ayakkabılarının çivili olması , araç lastiklerine zincir takılması , kurt gibi yırtıcı hayvanların dişlerinin sivri olması . Basıncın fazla olması durumlarına örnektir.
Eğer basıncı az olmasını istediğimiz durumlar söz konusu ise yüzey alanını büyük olmasını sağlarız.
Tankların yada İş makinelerinin paletli olması ,kar ayakkabılarının yüzeyinin geniş olması , develerin ayak tabanının geniş yüzeyli olması , ördeklerin ayaklarının perdeli olması gibi.
İş makinesinin P1 ile gösterilen kepçesinin ucunun tırtıklı olması yüzey alanını küçültür. Böyle basınç artar ve iş makinesi kepçeye alması gereken yükü kolaylıkla alırlar.
P2 ile gösterilen iş makinesinin palet bölümü ile yüzey alanı genişletilmiştir.Böyle tonlarca ağırlıktaki iş makinesinin yere yaptığı basıncın küçük olması sağlanmıştır.
8. sınıf Katı basıncı konusunda formülle soru çözme müfredatta yoktur. Fakat katı basıncı konusunda yorum yapmamızı kolaylaştırdığı için formül kullanabiliriz.
B)SIVI BASINCI
Sıvılar ağırlıklarından dolayı bulundukları kabın yüzeylerine basınç uygular. Sıvıların kabın tüm çeperlerine basınç uygulamasının nedeni akışkan özeliğe sahip olmalarındandır.
Dalgıçlar derinlere daldıkça su, vücutlarına baskı yapar. Dalgıç ne kadar derine inerse vücutlarındaki baskı gittikçe artar bu duruma sebep olan etki sıvı basıncının derinlere gittikçe artmasıdır .
Sıvı basıncı :
- Sıvının derinliğine (yüksekliğine ) bağlıdır.
- Sıvının yoğunluğu (sıvının cinsine )
a)Sıvı basıncı derinlik (yükseklik ) doğru orantılıdır.
Ağzı su dolu şişe K , L ve M noktalarından delindiği zaman en derinde bulunan M noktasındaki su basıncı fazla olduğu için su en uzak noktaya gidecektir. K noktasındaki su basıncı ise derinliği en az olduğu için su şişeye en yakın noktaya düşecektir.
Baraj yapımında derinlere gittikçe daha kalın bir beton tabakası kullanılır. Aşağılara gittikçe neredeyse üst taraftan iki kat daha kalın bir beton tabakası örülmüş olur.Bunun sebebi sıvı basıncının derinlere indikçe artmasıdır.
b)Sıvı yoğunluğu arttıkça basınç artar .
Özdeş yükseklikte iki farklı sıvı bulunan kaplardan aynı yükseklikten delik açtığımızda daha yoğun olan kırmızı sıvının daha fazla mesafede gitmesinin sebebi , yoğunluk arttıkça sıvı basıncının artmasıdır.
Not:Sıvı basıncından kabın şeklinin önemi yoktur. Aşağıdaki 4 farklı kaptaki suyun tabana yaptığı basınç , derinlikleri ve sıvı yoğunlukları eşit olduğu için birbirine eşittir. Sıvı basıncı sadece yoğunluğa ve derinliğe bağlıdır.
Açık Hava Basıncı
Üzerinde yaşadığımız gezegenin atmosferi bulunmaktadır ve bu atmosfer gazlardan meydana gelmektedir.Gaz taneciklerinin ağırlıklarından dolayı yaptığı basınca açık hava basıncı denir.
Açık hava basıncı barometre ile ölçülür ve birimi atm dir.
Açık hava basıncı deniz seviyesinde en fazla basınca sahiptir.Yukarılara çıktıkça basınç azalır. Bunun sebebi atmosferdeki gaz miktarının yukarıları çıktıkça azalmasıdır. Daha az taneciğin daha az ağırlığı olacağı için basıncı da küçülür.
Tanecik sayısı yukarılara gittikçe azaldığı için atmosfer basıncı yükseklik arttıkça azalır.
Açık hava basıncı üzerimize 15 tonluk bir basınç uygulamakta fakat bu basınç bizdeki kan basıncı ile dengede olduğu için bunu hissetmeyiz.
Günlük hayatta bu dengeyi bozduğumuzda bazı durumlar meydana gelir
- Yükselen balon yukarıları çıktıkça atmosfer basıncı azalacağı için ,balon içindeki gaz basıncı daha fazla kalır ve balon hacmi artar .Atmosfer basıncı daha da azaldığında balon daha da şişer ve bir süre sonra patlar .
- Bir bardağın içine su koyduğumuzda ve kağıtla kapatıp ters çevirdiğimizde suyun dökülmediğini görürüz.Bunun sebebi açık hava basıncının kağıda basınç yapmasıdır.
Açık hava basıncını pipetle meyve suyu içerken görürüz. Pipetteki havayı içimize çektiğimizde pipetin içinde boşluk oluşur ve meyve suyunun içindeki gaz basıncı azalır. Dışarıdaki hava basıncı daha büyük kaldığı için meyve suyu kabının dışından içeri doğru baskı yaparak meyve suyunun pipetten yukarı çıkmasını sağlar.
Elektrik süpürgesinin çalışma prensibi de açık hava basıncı ile ilgilidir.
Torriçelli Deneyi
İtalyan bilim adamı Evangelista Torricelli Deniz seviyesinde 0 derecede açık hava basıncını ölçmüş ve 76 cm /civa bulmuştur. Deneyi yaparken bir kaba civa koymuş ve deney tüpünü ters çevirerek atmosferdeki gaz taneciklerinin civaya yaptığı basıncı bu şekilde ölçmüştür.
Bu değer deniz seviyesine,kap içindeki sıvı cinsine ve hava sıcaklığına bağlıdır .
Kabın içindeki civa miktarına yada deney tüpünün şekline bağlı değildir.
Pascal Prensibi
Bir kaptaki sıvının yüzeyine uygulanan basınç, bu sıvı tarafından, sıvının bulunduğu kabın tüm noktalara aynen ve dik olarak iletilir. Bu durum ilk kez bilim insanı Blaise Pascal tarafından ifade edildiği için Pascal Prensibi olarak adlandırılır. Sıvı ve gazlar, basıncı her yönde aynı büyüklükte iletirler. Kavramlar arası ilişkilerden çıkan genellemelere prensip denir.
Pascal prensibine göre günümüzde kullanım alanları :
Berber koltuğu ,İtfaiye merdiveni ,Hidrolik direksiyon,Hidrolik fren ,Kamyon Damperleri vb.
İçerisinde sıvı bulunan bu aletlere kuvvet uyguladığımızda bu kuvvet sıvı tarafından cismin her yönüne ve eşit şekilde iletilerek sistem çalışmaya başlar .
Bu konu anlatımının çalışma kağıdına ulaşmak için buraya tıklayabilirsiniz.
Böylelikle Basınç konusunu tamamladık. Umuyoruz ki bu konuyu yararlı bulmuşsunuzdur.
Güncel konular için facebook ve google+ üzerinden bizi takip edebilirsiniz. Tekrar görüşmek üzere.
