9.sınıf fizik akışkanlar ünitesi, sıvı basıncı konu anlatımı. Sıvı basıncı nelere bağlıdır, formülü ve Pascal prensibi ders notları.
Sıvı basıncı
Sıvılar ağırlıklarından dolayı bulundukları kabın yüzeyine ve içinde bulunan cisimlere basınç uygular.
Sıvıların ağırlıklarından dolayı birim yüzeye uyguladıkları dik kuvvete sıvı basıncı denir.
Sıvılar basıncı her doğrultuda iletir.
Akışkan olduklarından içindeki cisimlerin ve kabın her noktasına basınç uygulanır.
Sıvı basınç formülü
Yoğunluğu d, yüksekliği h olan bir sıvının kabın tabanına uyguladığı basınç aşağıdaki formülle bulunur.
h = derinlik, herhangi bir noktanın sıvının açık yüzeyine uzaklığıdır.
d = sıvı yoğunluğu,
g = yerçekimi ivmesidir.
Sıvı basıncı nelere bağlıdır?
1- Sıvı derinliği (h)
Sıvı derinliği ile basınç doğru orantılıdır.
Kabın içinde herhangi bir nokta düşey olarak sıvının açık yüzeyinden ne kadar uzaksa basınç o kadar fazladır.
Örnek:
Sıvı dolu kap içerisinde verilen K, L ve M noktalarının basıncını kıyaslayalım.
Çözüm:
K, L ve M noktaları aynı sıvıda bulunduğu için basınç sadece derinliğe bağlıdır.
Derinliklerin sıralaması hK > hL > hM olduğu için, bu noktaların basınçlarının sıralaması da PK > PL > PM olacaktır.
2- Sıvı yoğunluğu (d)
Sıvı yoğunluğu ile basınç doğru orantılıdır.
Yoğunluk birim hacimdeki kütle miktarıdır, yoğunluk artarsa herhangi bir nokta üzerindeki düşey kütle miktarı artmış olur, böylece basınç artar.
Örnek:
Aynı ortamdaki K, L ve M kaplarında farklı yoğunluklara sahip sıvılar eşit yükseklikte bulunmaktadır. Sıvıların yoğunlukları sırasıyla d, 2d, 3d ise kabın tabanına uyguladıkları sıvı basınçları kıyaslayalım.
Çözüm:
Sıvılar eşit yükseklikte (h) ve aynı ortamda (g) olduklarından, bu örnekte basınç sadece yoğunluğa bağlı değişir.
yoğunluklar dK > dL > dM olduğu için basınçlar da PK > PL > PM olacaktır.
3- Yerçekimi ivmesi (g)
Yerçekimi ivmesi ile sıvı basıncı doğru orantılıdır.
Sıvı basıncında sıvının ağırlığı etkilidir.
Ağırlık ise kütle ve yerçekimi ivmesinin çarpımına eşittir. ( G = m.g ) Bu nedenle yer çekimi ivmesi basıncı etkiler.
Sıvı basıncı kabın taban alanına, şekline veya eğimine bağlı değildir.
Yukarıdaki kapların taban alanı, şekli, genişliği ve eğimi farklı olmasına rağmen tabanlardaki sıvı basıncı eşittir.
P1 = P2 = P3
Pascal Prensibi
Sıvılar üzerine uygulanan basıncı her yöne ve eşit büyüklükte iletir, bu kurala Pascal Prensibi denir.
Birleşik kaplar ve su cenderelerinde Pascal prensibi kullanılır.
Birleşik kap
Birden fazla kabın tabanları birleştirilerek oluşturulan kaptır.
Su cenderesi
Su sızdırmaz pistonlara sahip farklı yarıçaplarda iki silindirin tabandan bir boruyla birleştirildiği kaptır.
Pascal prensibine göre çalışır.
Küçük kuvvetler kullanılarak büyük ağırlıkların kaldırılmasında kullanılır.
Pistonlar üzerine kuvvet uygulanır veya ağırlık konulur.
Her iki piston üzerinden basınçlar eşittir. Buna göre basınç formülünden,
Hidrolik sistemler ve tamirhanelerde araba kaldırma sistemlerinde kullanılır.
Günlük hayatta Pascal prensibi
Günlük hayata Pascal prensibinden yararlanılarak çalışan araçlar
1- İtfaiye merdivenleri
2- Hidrolik direksiyon, fren ve presler
3- Berber koltukları
4- Tulumbalar
5- Vinçler, atlı karıncalar
6 – Kamyon damperleri
Örnek:
Çözüm:
Musluklardan akan suyu akış hızı muslukların bulunduğu noktanın sıvı basıncına bağlıdır. Sıvı basıncı atarsa suyun akış hızı artar.
Muslukların sıvının açık yüzeyine olan uzaklığı ile basınç doğru orantılıdır.
En derinde bulunan musluktan su daha hızlı akar. Buna göre cevap C dir.
