8.sınıf fen bilimleri basınç konu anlatımı. Katı, sıvı ve gaz basıncı nedir ve nelere bağlıdır.
Katı, sıvı ve gazlarda basınç özellikleri;
Basınç
– Birim yüzeye etki eden dik kuvvete basınç denir.
– Basınç P ile gösterilir ve birimi Pascal’dır.
Katı basıncı
– Katı cisimler ağırlıklarından dolayı bulundukları yüzeye kuvvet uygularlar.
– Birim yüzeye uygulanan dik kuvvete katı basıncı denir.
– Katı cisimler uygulanan kuvveti, kuvvetle aynı doğrultuda ve aynı büyüklükte iletirler.
Katı basıncı nelere bağlıdır?
1- Yüzeye uygulanan kuvvet – Ağırlık
-Yüzeye uygulanan kuvvet artarsa katı basıncı da artar
-Yüzey alanları eşit olan cisimlerden ağırlığı fazla olanın zemine uyguladığı kuvvet daha büyüktür.
Örnek:
Aşağıda yüzey alanları eşit ancak ağırlıkları farklı K, L ve M cisimleri bulunmaktadır.
– Zemine uygulanan katı basıncı büyüklükleri M > L > K olarak sıralanır.
Örnek:
– Aynı boyutta iki çiviyi çekiçle farklı kuvvetler uygulayarak tahtaya saplamaya çalışalım. Büyük kuvvet uyguladığımız çivi tahtaya daha fazla saplanacaktır.
Örnek:
– Kumda yürüyen iki kişi düşünelim, bu iki kişinin ayak numaraları aynı ancak ağırlıkları farklı olsun. Daha ağır olan kişinin ayak izleri daha belirgin ve derin olacaktır.
2- Zeminle temas eden yüzey alanı
– Yüzey alanı azalırsa basınç artar.
– Cisimlerin zeminle temas eden yüzeylerini azaltmak basıncı arttırır.
Örnek:
Aşağıda ağırlıkları eşit ancak yüzey alanları farklı K, L ve M cisimleri bulunmaktadır.
– Zemine uygulanan katı basıncı büyüklükleri M > L > K olarak sıralanır.
– Cismin yüzey alanı arttıkça, zemine etki eden ağırlık daha geniş bir alana yayılır böylece katı basıncı azalır.
Örnek:
– Çekiç kullanarak iki çividen birinin düz, diğerinin sivri yüzeyini tahtaya saplamaya çalışalım, sivri uç tahtaya daha kolay saplanacaktır.
Örnek:
– Bir ekmek bıçağının her iki yüzüyle aynı büyüklükte kuvvet uygulayarak ekmeği kesmeye çalışalım, keskin olan tarafla ekmeği daha kolay keseriz.
Örnek:
– Fillerin ayakları geniştir, böylece ağırlıklarından dolayı yere yaptıkları basınç azalır.
Günlük hayatta katı basıncı örnekleri :
Bazı durumlarda yapılan işi basınç olumlu etkilerken, bazı durumlarda olumsuz etkiler. Bu nedenle bazı araçlar tasarlanırken basıncın azalması veya artması amaçlanır. Buna göre;
– Çivilerin ucunun sivri olması
– Makas, bıçak ve balta gibi aletlerin ucunun sivri olması
– Futbol ayakkabılarının altında ve araba lastiklerinde çıkıntıların olması
durumlarında basıncı artması amaçlanırken.
– Tren tekerlek sayısının fazla olması
– Traktörün arka tekerleklerinin büyük olması
– Kar ayakkabılarının geniş olması
durumlarında basıncı azalması amaçlanır.
Sıvı basıncı
– Sıvıların ağırlıklarından dolayı birim yüzeye uyguladıkları dik kuvvete sıvı basıncı denir.
– Sıvılar ağırlıklarından dolayı bulundukları kabın yüzeyine ve içinde bulunan cisimlere basınç uygularlar.
– Akışkan madde olduklarından, kabın yan yüzeylerine de sıvı basıncı uygulanır.
– Sıvılar basıncı her doğrultuda iletir.
Sıvı basıncı nelere bağlıdır?
1- Sıvı derinliği
– Sıvı derinliği arttıkça basınc artar.
Örnek:
Aşağıda sıvı dolu kap içinde, farklı derinliklerde K, L ve M noktaları verilmiştir.
Sıvı basınçlarının büyüklüğü K < L < M şeklindedir.
Örnek:
Su içindeki bir balon, suyun tabanına doğru itiliyor.
Suyun tabanına doğru hareket ettikçe balonun hacmi azalır.
Bunun nedeni, suyun balon üzerinde uyguladığı basıncın derinlikle artmasıdır.
Derinlikle beraber artan sıvı basıncına karşı;
– Baraj duvarları aşağıda doğru kalınlaşarak inşa edilir,
– Dalgıçlar özel kıyafet giyer.
2- Sıvı özkütlesi
– Sıvı yoğunluğu artarsa uygulanan sıvı basıncı da artar.
– Örnek olarak yukarıdaki balon deneyinde, su yerine cıva kullanırsak, balon suya göre daha fazla küçülecektir.
– Cıvanın yoğunluğu suya göre daha büyüktür, bu nedenle aynı derinlikteki bir noktaya cıvanın uyguladığı basınç su basıncından büyük olacaktır.
Örnek:
Yoğunlukları M > L > K olan sıvılarının tabanlarına etki eden sıvı basınçları;
Sıvı basınçları PM > PL > PK şekilinde sıralanır.
Yoğunluğu fazla olan daha büyük basınç uygular.
Sıvı basıncı kabın şekline ve kesit alanına bağlı değildir.
Aynı cins sıvıların bulunduğu kaplarda, sıvı yükseklikleri eşitse tabana uygulanan sıvı basınçları eşittir. Kabın şekli önemli değildir.
Sıvı basınçları P1 = P2 = P3
Pascal prensibi
Kapalı kapta bulunan sıvılar basıncı her yöne eşit büyüklükte ve dik olarak iletir bu özelliğine pascal prensibi denir.
Pascal prensibinden yararlanılarak su cendereleri yapılmıştır.
Su cendereleri bileşik kaplardan yapılır.
Bileşik kaplar tabanları birleştirilmiş farklı büyüklüklere sahip silindirlerden oluşan sistemlerdir.
Pascal prensibi uygulamaları :
Hidrolik frenler, hidrolik direksiyonlar, otomobilleri kaldırmada kullanılan krikolar, taşıma ve sıkıştırma sistemleri, iş makineleri, vinçler, tulumbalar ve dişçi koltukları. Bu araçlarda su cendereleri bulunur ve pascal prensibi uygulanan araçlardır.
Açık hava basıncı
Atmosfer, gaz moleküllerinin ağırlığından dolayı cisimlere bir kuvvet uygular bu kuvvete açık hava basıncı denir.
Açık hava basıncı;
– İlk defa Toriçelli tarafından ölçülmüştür.
– Deniz seviyesinde 0 °C sıcaklıkta 76 cm-cıva olarak tespit edilmiştir.
– Bu değere aynı zamanda 1 atmosfer basıncı (1 atm) denir.
– Barometre ile ölçülür.
– Yükseklik artıkça açık hava basıncı azalır. (Bunun nedeni gaz yoğunluğunun azalmasıdır.)
Günlük hayatta açık hava basıncı örnekleri :
– Pipetle meyve suyu içilmesi
– Ağzı açık ısıtılan tenekenin daha sonra ağzı kapatılarak soğumaya bırakılması sonucu yamulması
– Su dolu bardağın ağzına kağıt yerleştirerek bardağın içi hava almadan ters çevirdiğimizde suyun dökülmemesi
