KUVVET VE BASINÇ

1.      KATILARDA BASINÇ

      Katı cisimler ağırlıklarından dolayı bulundukları yüzeye kuvvet uygularlar. Birim yüzeye etki eden dik kuvvete basınç denir. Kısaca “P” ile gösterilir. Kuvvet yerine ağırlık yazılabilir.

       Katılarda basınç birimi Pascal’dır ve kısaca “Pa” ile gösterilir.

       Basınç birimi; Pascal=Newton / m² şeklindedir.

Katılarda basınç şunlara bağlıdır;

1.      Uygulanan kuvvete ( cismin ağırlığına ) bağlıdır. Ağırlık (G) ile Basınç (P) doğru orantılıdır. Yani ağırlık artarsa, basınç artar.

2.      Temas alanına ( yüzey alanına ) bağlıdır. Yüzey alanı (S) ile Basınç (P) ters orantılıdır. Yani yüzey alanı artarsa, basınç azalır.

2.      SIVILARDA BASINÇ

      Sıvıların katılar gibi belirli şekilleri yoktur. Sıvılar bulundukları kabın şeklini alırlar. Sıvılar bulundukları kabın her noktasına basınç uygularlar.

Sıvı basıncı şu etkenlere bağlıdır;

1.      Sıvı basıncı derinliğe (h) bağlıdır. Derinlik, sıvı içerisinde bir noktanın su yüzeyine olan uzaklığıdır. Derinlik ile Basınç doğru orantılıdır. Yani derinlik arttıkça, basınç artar.

2.      Sıvı basıncı sıvının yoğunluğuna (d) bağlıdır. Sıvının yoğunluğu ile Basınç doğru orantılıdır. Yani sıvının yoğunluğu artıkça, basınç artar.

         Civanın yoğunluğu suyun yoğunluğundan büyüktür. Civanın yoğunluğu büyük olduğu için civanın bulunduğu kabın tabanında basınç daha büyüktür. ( Pciva  > Psu ) 

NOT: Sıvıların basıncı kabın şekline ve sıvı hacmine ( sıvı kütlesine ) bağlı değildir.

( Bütün kaplardaki basınçlar eşittir.)

3.      GAZLARDA BASINÇ

     Gazlarda basınç hava hem yerküreye hem de içindeki tüm cisimlere moleküllerinin ağırlığı ve hareketi sebebiyle bir basınç kuvveti uygular. Birim yüzeye etki eden bu kuvvete açık hava basıncı denir.

      Açık hava basıncı İtalyan bilim insanı Toricelli bulmuştur. Toriçelli deniz seviyesinde 0 °C’ de 1 metre yani 100 cm uzunluğundaki cam boruyu tamamen cıva ile doldurulmuştur. Borunun açık olan ağzını kapatarak boruyu ters çevrilmiş ve içi sıvı ile dolu olan çanağı daldırmıştır. Cam buradaki cıva seviyesi azalarak 76 cm de durmuştur. Bu gözlemlere dayanarak Toricelli 0 °C’ de deniz seviyesinde açık hava basıncının 76 cmHg olduğunu ispatlamıştır. Açık hava basıncı P0 ile gösterilir.

       Toriçelli 76 cmHg değerinin 1 atmosfere (atm) eşit olduğunu söylemiştir.

      Toriçelli deneyi daha kalın bir cam boru kullanarak yâda boruyu yan daldırarak tekrarladığında cam borudaki cıva seviyesinin değişmediğini görmüştür.

      Toricelli deneyinde cıva yerine daha kolay bulunabilen su gibi bir sıvının kullanılmamasını nedeni suyun yoğunluğunun civanın yoğunluğundan çok küçük olmasıdır. Eğer Toriçelli deneyinde cıva yerine su kullansaydı yaklaşık olarak 10,5 metrelik bir cam boru kullanması gerekecektir.

NOT:  Açık hava basıncı deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça azalır.

KAPALI KAPLARDAKİ GAZ BASINCI

      Kapalı bir kabın içerisinde kabın her noktasına uygulanan basınç aynıdır. Gaz basıncına ağırlıktan daha çok gaz moleküllerinin hareketi sebep olur.

      Kapalı bir kaptaki gaz basıncı kabın hacmine ve sıcaklığına bağlıdır. Sabit bir sıcaklıkta kabın hacmi artırılırsa gaz basıncı azalır. Yani hacim ile kapalı kaptaki gaz basıncı ters orantılıdır. Sabit hacimli kapalı bir kapta sıcaklık artırılırsa basınç artar. Yani sıcaklık ile kapalı kaptaki gaz basıncı doğru orantılıdır.

      Kapalı kaplardaki gaz basıncı manometre ile ölçülür.

SIVILARIN VE GAZLARIN BASINCI İLETMESİ

      Sıvılar ve gazlar basıncı her yönde ve aynı büyüklükte iletirler. Sıvıların ve gazların basıncı her yönde ve aynı büyüklükte iletmesine Pascal Prensibi denir.

      Pascal prensibi teknolojide birçok alanda kullanılmaktadır. Hidrolik fren sistemleri, berber koltukları, emme basma tulumbalar, itfaiye merdivenleri, sıkıştırma sistemleri, su cenderesi, vinçler gibi araçlarda bulunmaktadır.