Sıvılarda Basınç

📅 18 Ocak 2025|19 Ocak 2025
Güncel
Sıvılarda Basınç

Konu Özeti

Sıvılar, ağırlıkları nedeniyle bulundukları kabın tabanına ve yan yüzeylerine basınç uygular. Bu basınç, kabın şekline değil, sıvının yüksekliğine bağlıdır. Pascal İlkesi, sıvıların uygulanan basıncı her yöne eşit ilettiğini ifade eder ve hidrolik sistemlerin temelini oluşturur.

Bu konuda
  • Sıvı basıncı formülünü ve hesaplama yöntemlerini
  • Pascal İlkesi'nin uygulama alanlarını
  • Birleşik kaplarda ve U borularında basınç dengesini
öğreneceksiniz.
Reklamsız Bikifi Mobil Uygulaması!

Sıvılar da katılar gibi bir kütleye sahip oldukları için basınç, katılara benzer şekilde kuvvet/alan yoluyla bulunur. Fakat katılardan farklı olarak, durgun hâlde bulunan bir sıvı, ağırlığı nedeniyle temas ettiği bütün yüzeylere basınç uygular. Örneğin bir bardağa su doldurduğumuzda, suyun ağırlığı bardağın tabanına ve yan yüzeylerine eşit şekilde dağılır.

Sıvı içerisindeki basıncın miktarı, büyük ölçüde sıvının yüksekliğine (derinliğine), yoğunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır.

Durgun Sıvılarda Basınç Hesabı

Durgun Sıvılarda Basınç Hesabı

Bir sıvının silindirik kapta (su bardağında) tabanında oluşan basınç, en sade hâliyle şu formülle ifade edilir:

Buradaki,

  • : Sıvının yüksekliğidir.
  • : Sıvının yoğunluğudur.
  • g: yer çekimi ivmesidir.

Durgun Sıvılarda Basınç Formülünün Bulunması

  1. Basınç formülü:
    • : Suyun yüksekliği
    • : Suyun taban alanı
  2. Formülü içerisinde 3. adımdaki formülü yazarsak;
  3. 4. maddede bulduğumu ‘yu 1. maddedeki yerine yazarsak;
    • Yani durgun sıvılarının basıncı, bulunduğu kabın taban alanına () bağlı değildir.

Bu formül bize gösterir ki tabandaki basınç sadece sıvının yüksekliğine, yoğunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır. Kap ister geniş ister dar olsun, tabanında aynı seviyede su bulunuyorsa basınç aynıdır. Bu nedenle farklı şekilli kaplarda su seviyeleri eşit olduğu sürece tabandaki basınç değerleri de aynıdır.

Basınç Kuvveti

Kabın Tabanına Etki Eden Kuvvet Formülü

Yukarıdaki ispatta bulduğumuz formülü kabın tabanına etki eden kuvvetti vermektedir.

Sıvılarda Yan Yüzeye Etkiyen Basıncın Hesaplanması

Sıvılar akışkan olduğundan bulunduğu kabın yan yüzeylerine de basınç uygular ve hesaplama yapılırken ortalama bir basınç bulabilmek için yan yüzeyin orta noktasının sıvı yüzeyine uzaklığı alınır. Basınç kuvveti hesaplanırken ise yüzeyin tüm alanı hesaba katılır.

Sıvılarda Yan Yüzeye Etkiyen Basıncın Hesaplanması

Yukarıdaki şekilde isimlendirilmiş noktaların basınçları aşağıdaki gibi hesaplanır.

  1. Hesaplanacak noktanın yüksekliği sıvı yüzeyine göre ölçülür.
  2. N noktası için sıvı yüzeyine uzaklık h1 olarak alınmalıdır.
  3. Yüzeye uygulanan basınç kuvveti hesaplanırken ise seçilen noktanın dahil olduğu yüzey alanı hesaba katılır.
  4. Basınç Kuvveti şeklinde hesaplanır.
  5. L noktası için
  6. K noktası için
  7. R noktası için
  8. M noktası için
    • M noktasının basıncı Şekil II deki P basıncına eşittir
    • Basınç
    • Basınç Kuvveti

Sıvılarda Basıncın Kullanıldığı Günlük Hayat Örnekleri

Günümüzde turistik amaçlı kullanılan denizaltılar, nispeten sığ derinliklerde güvenli dalışlar yapacak şekilde üretilir. Bu tür denizaltılara, içerideki yolcuların dışarıyı izleyebilmesi için çok sayıda pencere açılır. Fakat pencere sayısı arttıkça gövdenin sıvı basıncına dayanımı azalacağından bu denizaltıların dalabilecekleri maksimum derinlik sınırlıdır. Askerî ya da bilimsel amaçlı tasarlanan derin denizaltılar ise daha az pencereye ve çok daha kalın bir gövdeye sahiptir; bu sayede çok yüksek basınca dayanabilirler.

Serbest Dalış ve Sıvı Basıncı İlişkisi

Duruşu sabit olan sıvılarda (örneğin denizde veya havuzda) suyun altında inildikçe basınç artar. Özellikle serbest dalış yapan birisi, nefesini tutarak su altına indiğinde, şu etkenlerle karşılaşır:

  • Artan basınç kulak zarına ve akciğerlerdeki havaya etki eder.
  • Kulaklarda “eşitleme” yapılmazsa kulak zarında rahatsızlık veya kalıcı hasar olabilir.
  • Daha derin dalışlarda (özellikle tüplü dalışlarda), yüzeye hızlı çıkılırsa akciğer ve kan içindeki gazların genleşmesi sonucu “vurgun” adı verilen dekompresyon hastalığı oluşabilir.
  • Bu tür sorunlarla baş etmek için:
    • Kademeli iniş ve çıkış yapılır.
    • Kulak ve akciğerlerde basınç farkını dengeleyecek teknikler uygulanır.
    • Gerekirse bir “basınç odası”nda (hiperbarik oksijen tedavisi gibi) tedavi sağlanır.

Pascal İlkesi

Fransız bilim insanı Blaise Pascal, kapalı bir kap içerisindeki sıvının, üzerine uygulanan basıncı her yöne eşit olarak ilettiğini ifade etmiştir.Bu, “Pascal İlkesi” olarak bilinir. Bir kaptaki sıvının serbest yüzeyine uygulanan basınç, bu sıvı tarafından, sıvının temas ettiği bütün noktalara aynen ve dik olarak iletilir.

Pascal İlkesi

Bir taraftan yüzeyine uygulanan kuvveti diğer tarafa iletilir ve kuvveti ile alanına uygulanır. Bu sistemlerde basınç () yani birim yüzeye etkiyen kuvvet diğer yüzeye aynen iletilir ve tüm yüzey kadar alana etki eder.

şeklini alır.

Pascal ilkesi sayesinde pek çok araç ve basit makine geliştirilmiştir. Bu araçlardan bazıları,

  • Hidrolik Fren Sistemleri: Araçlarda fren pedalına uygulanan küçük bir kuvvet, hidrolik sıvı sayesinde tekerleklere iletilir ve aracın durmasını sağlar.
  • Hidrolik Presler: Sanayide kullanılan hidrolik presler, metallerin şekillendirilmesinde ve sıkıştırılmasında kullanılır. Küçük bir kuvvetle büyük basınçlar oluşturulabilir.
  • Diş Hekimliği Aletleri: Diş hekimlerinin kullandığı bazı aletler, sıvı basıncı ile çalışır ve hassas işlemlerin yapılmasına olanak tanır.

Birleşik Kaplarda Sıvı Basıncı

İçi sıvı dolu bir kap boru ile boş bir kaba bağlanır ise su seviyesi bir süre sonra kabın şeklinden bağımsız olarak aynı seviyeye ulaşacak ve eşit yükseklikte sabitlenecektir. İki kabında aynı derinlikteki tüm noktalarında sıvı basıncı eşit olacaktır. Şekilleri aynı ya da farklı birden çok kabın birleştirilmesiyle elde edilen kap sistemine birleşik kaplar denir.

Bileşik Kaplarda Sıvı Basıncı

Yukardaki şekilde görüldüğü gibi aynı derinlikte sıvı basınçları eşittir.

U Borusunda Basınç Hesabı

Bileşik kabın en basit örneği U borusudur. Kalınlıkları aynı iki borunun birleşimi sonucu oluşan sistemlerdir. U borusunun bir ucundan sıvı konulduğunda sıvı basıncı farkından dolayı boş kısma akış olur. Sıvı akışı U borusunun iki kısmında tabanında basınçlar eşit oluncaya kadar devam eder. Son durumda ise sıvının iki kolda da eşit yükseklikte olduğu görülür.

Birbirine karışmayan sıvılar U borusuna konulduğunda kollar arasında seviye farklı olabilir. Ancak her durumda her iki kolun tabanındaki basınç eşit olur. Bu durumdan faydalanarak yoğunluğu bilinmeyen sıvıların özkütleleri kolayca hesaplanabilir.

U Borusunda Basınç Hesabı

Yukarıdaki şekilde yoğunluğu farklı iki sıvı birbirine karışmadan dengede durmaktadır. X ve Y noktalarındaki sıvı basınçları aynıdır. eşitliği yazılabilir.

18 Ders Saati📂 9. Sınıf Fizik
Bu yazıda bulunan terimler ayrıca anlatılmamıştır. Bu yazıdaki bir terimin ayrıca anlatılmasını istiyorsanız aşağıdaki yorum kısmından bize ulaşabilirsiniz.
Sistememizde bu yazıda bahsi geçen kişilere ait bir biyografi bulunamamıştır.
Benzer İçerikler
Katılarda ve Durgun Sıvılarda Basınç
Fizik

Katılarda ve Durgun Sıvılarda Basınç

İçeriğe Git>
Newton’un Hareket Yasaları
Fizik

Newton’un Hareket Yasaları

İçeriğe Git>
Kaldırma Kuvveti
Fizik

Kaldırma Kuvveti

İçeriğe Git>
Sürtünme Kuvveti
Fizik

Sürtünme Kuvveti

İçeriğe Git>
Madde ve Özellikleri: Adezyon ve Kohezyon
Fizik

Madde ve Özellikleri: Adezyon ve Kohezyon

İçeriğe Git>
Kuvvet ve Newton’ın Hareket Yasaları
Fizik

Kuvvet ve Newton’ın Hareket Yasaları

İçeriğe Git>
Copyright © 2025 Bikifi
Star Logo
tiktok Logo
Pinterest Logo
Instagram Logo
Twitter Logo