Basınç

8. Sınıf · Fen Bilimleri · 3. Ünite · 5 sayfa

1. Katı Basıncı: Temel Değişkenler ve Mekanik İlkeler

Katı cisimler, ağırlıkları nedeniyle temas ettikleri yüzeylere bir basınç uygularlar. Katı basıncının birimi Pascal (Pa) olarak ifade edilir.

1.1. Basıncı Etkileyen Faktörler

Ağırlık (Kuvvet): Katı basıncı, cismin ağırlığı ile doğru orantılıdır. Ağırlık arttıkça, yüzeye etki eden basınç da artar.

Temas Yüzey Alanı: Katı basıncı, yüzey alanı ile ters orantılıdır. Yüzey alanı küçüldükçe (sivrileşme), basınç artar; yüzey alanı genişledikçe basınç azalır.

1.2. Basınç Kuvveti Kavramı

Katılarda basınç kuvveti, basıncı oluşturan dik kuvvettir ve genellikle cismin ağırlığına eşittir. Basınç ve basınç kuvveti birbiriyle karıştırılmamalıdır; basınç, bu kuvvetin birim yüzeye düşen payıdır.

1.3. Günlük Hayat Örnekleri

Basıncı Artıran Uygulamalar	Basıncı Azaltan Uygulamalar
Bıçakların bilenmesi (yüzey alanı küçültülür)	Tırların tekerlek sayısının fazla olması
Çivi, raptiye ve toplu iğne uçlarının sivri olması	İş makinelerinde (tank, traktör) palet veya geniş tekerlek kullanımı
Futbol kramponlarının altındaki çiviler	Fillerin ayak tabanlarının geniş olması
Araçlara kar zinciri takılması	Kar ayakkabılarının geniş yüzeyli olması

2. Sıvı Basıncı ve Pascal Prensibi

Sıvılar, akışkan yapıları gereği içinde bulundukları kabın her noktasına ve içindeki nesnelere basınç uygular.

2.1. Sıvı Basıncını Belirleyen Unsurlar

Sıvı basıncı iki temel değişkene bağlıdır ve kabın şeklinden veya sıvı miktarından bağımsızdır:

Derinlik: Sıvı yüzeyinden aşağı doğru inildikçe derinlik artar, bu da basıncın artmasına neden olur.

Yoğunluk (Özkütle): Sıvının yoğunluğu arttıkça (örneğin su yerine civa kullanılması), uyguladığı basınç da doğru orantılı olarak artar.

2.2. Kap Şekli ve Sıvı Seviyesi İlişkisi

Sıvı basıncı hesaplanırken kabın genişliği veya şekli dikkate alınmaz; sadece derinliğe bakılır. Ancak, daralan veya genişleyen bir kap ters çevrildiğinde sıvı yüksekliği (derinliği) değişeceği için tabana etki eden sıvı basıncı da değişir.

2.3. Pascal Prensibi

Fransız bilim insanı Pascal tarafından ortaya konan bu ilkeye göre; sıvılar, kapalı bir kapta üzerlerine uygulanan basıncı her yöne ve eşit büyüklükte iletirler.

Uygulama - Su Cendereleri: Küçük bir yüzeye uygulanan az bir kuvvetle, geniş yüzeydeki çok büyük ağırlıkların (örneğin bir filin veya bir otomobilin) kaldırılmasını sağlar.

Kullanım Alanları: Hidrolik fren sistemleri, itfaiye merdivenleri, berber koltukları ve hidrolik liftler bu prensiple çalışır.

3. Gaz Basıncı ve Atmosferik Değişimler

Gazlar, sıvıların aksine sürekli ve çok hızlı ("deli gibi") hareket eden taneciklerden oluşur. Bu taneciklerin yüzeylere çarpması sonucu gaz basıncı oluşur.

3.1. Açık Hava Basıncı (Atmosfer Basıncı)

Dünyayı saran atmosfer tabakasındaki gazların ağırlığı nedeniyle yeryüzündeki nesnelere uyguladığı basınca denir.

Tanecik Hareketi: Kapalı bir kaptaki gaz tanecikleri her yöne hareket ederek kabın tüm iç yüzeyine basınç uygular.

3.2. Torricelli Deneyi ve Barometre

İtalyan bilim insanı Torricelli, açık hava basıncını ilk kez deniz seviyesinde ve 0°C'de ölçmüştür.

Yöntem: Cıva dolu bir kabın içine cıva dolu uzun bir boruyu ters daldırmış ve cıva seviyesinin 76 cm'de sabitlendiğini görmüştür.

Sonuç: Bu değer 1 Atmosfer (1 ATM) olarak kabul edilmiştir. Deneyde cıva kullanılmasının sebebi, yoğunluğunun suyun yaklaşık 14 katı olmasıdır (yoğunluk arttıkça borudaki sıvı yüksekliği azalır).