BASINÇ ÇALIŞMA YAPRAĞI

• Basınç, bir yüzey üzerine etkide bulunan dik kuvvetin, birim alana düşen miktarı olarak tanımlanabilir.
• Basınç ‟P” harfi ile gösterilir.

Basıncı 3 grupta inceleyeceğiz; Katı basıncı, sıvı basıncı ve gaz basıncı (açık hava basıncı).

1. KATILARIN BASINCI

1.1. Basınç Nelere Bağlıdır?

Basınç, ağırlıkla (kuvvet) doğru orantılıdır.

• Kuvvet arttıkça basınçta artar. Bir tuğlanın yere yaptığı basınç azken üst üste iki tuğlanın yaptığı basınç daha fazladır.

Yüzey alanı ile ters orantılıdır.

• Kuvvet aynı kalmak şartıyla yüzey alanı arttıkça basınç azalır. Tuğlanın dik durumda yaptığı basınç, yatay duruma göre daha fazladır.

• Bir iğne ucu sivriyken daha iyi batar, ucu körelmiş bir iğne zor batar.

NOT: Katılar üzerine uygulanan kuvveti aynen iletir, fakat basınç aynen iletmez.

Basınç yüzeyle ters orantılıdır. Çivinin sivri ucunda kuvvet aynı olmasına rağmen basınç fazladır.

• Pa (Pascal) basınç birimidir. (1N / 1m2 = 1 Pa)
• Basıncın formülü Basınç (P) = Kuvvet (N) / Yüzey alanı (m2) olarak tanımlıdır.

1.2. Basıncı Artıran Örnekler

• Bıçağın ucunun sivri olması
• Sivri topuklu ayakkabının kuma gömülmesi
• Krampon tabanında sivri çiviler olması
• Kışın tekerlere zincir takılması
• Toplu iğnenin ucunun sivri olması
• Botların altının tırtıklı olması
• Patenlerin sivri olması
• Tavukların ayaklarının perdesiz olması
• Dişlerimizin keskin olması
• Tırnakların sivri olması

1.3. Basıncı Azaltan Örnekler

• Kamyonların teker sayısının fazla olması
• Kepçe ve tanklarda palet kullanılması
• Trenlerin teker sayısının fazla olması
• Kar ayakkabılarının geniş olması
• Fil, deve ve ayı gibi hayvanların ayaklarının geniş olması
• Kaz ve ördeklerin ayaklarının perdeli olması
• Raptiyenin bastırdığımız ucunun geniş olması
• Traktör arka tekerlerinin geniş olması
• Tek çivi balonu patlatırken, çok sayıda çivi balona batırıldığında balon patlamaz.

 

NOT: Bir cismin taban alanı ve ağırlığı aynı oranda artarsa zemine yaptığı basınç değişmez.

2. SIVILARIN BASINCI

Sıvılar akışkandır. Bu nedenle sıvılar temas ettikleri yüzeyin tamamına basınç uygular.

2.1. Sıvıların Basıncı Nelere Bağlıdır?

• Sıvı Basıncı Formülü: P = h . d . g (Perşembe haftanın dördüncü günü)
  
  P: Sıvı basıncı
  h: Yükseklik (Derinlik)
  d: Sıvının yoğunluğu
  g: Yer çekimi ivmesi (Dünya üzerinde çok fazla değişmediği için kullanılmayacak!)

Sıvının derinliğine bağlıdır.

• Sıvının derinliği arttıkça yaptığı basınçta artar.

• Yüksekliği fazla suyun tabana yaptığı basınç fazladır.

• Derinlik arttıkça sıvı basıncı artacağı için sıvının akış hızı ve fışkırma uzaklığı da artar.

Sıvının yoğunluğuna (cinsine) bağlıdır.

• Sıvının yoğunluğu arttıkça basıncı da artar.

• Aynı yükseklikte su ve alkolden, suyun yoğunluğu fazla olduğu için tabana yaptığı basınç daha fazladır.
• Aynı derinlikte su ve yağ bulunan kaplardaki basınçlar birbirinden farklıdır.

NOT: Sıvı basıncı kabın şekline ve sıvının miktarına bağlı değildir.

Şekildeki kabın içerisine konulan aynı cins sıvıların yükseklikleri eşittir. Tüm kaplarda tabana uygulanan sıvı basınçları eşittir. Buradan sıvı basıncının kabın şekline ve sıvı miktarına bağlı olmadığını anlayabiliriz.

2.2. Bileşik Kaplar

• Bileşik kabın içerisine konulan sıvının yüksekliği eşittir. Buradan sıvı basıncının kabın şekline bağlı olmadığını anlarız.

NOT: Köylerde su basıncının belirli bir seviyede olması için su depoları kullanılır. Su deposunun yüksekliğinden az bütün evlere su gelecektir. Bu bir bileşik kap örneğidir.

2.3. Pascal Prensibi

Pascal Prensibi (Sıvıların basıncı iletmesi); Sıvıların sıkıştırılabilme özelliği yoktur. Bu nedenle sıvılar, uygulanan basıncı her yöne ve eşit olarak iletir. Buna Pascal prensibi denir.

• İçi su dolu balonuna eşit büyüklükte delik açılıp üzerine bastırıldığında, deliklerden fışkıran suların aynı uzaklığa gittiği görülür. Bunun sebebi Paskal prensibine göre sıvı basıncı her noktaya aynen iletilmesidir.

Pascal prensibinin uygulama alanları

• Bileşik kaplar
• Hidrolik direksiyon
• Su depoları
• Berber koltukları
• Araçlardaki hidrolik fren sistemi
• Hidrolik liftler
• İlaç pompaları
• Hidrolik pres
• Yağdanlık
• Parfüm şişeleri
• İlaç pompaları

3. GAZLARIN BASINCI

• Gazlarda sıvı basıncına benzer şekilde yüzeye basınç uygular.
• Gazlar bulundukları kabın tamamını doldurur, bu nedenle içinde bulundukları kabın her tarafına basınç uygular.
• Gazlar da sıvılar gibi akışkandır.
• Gazlar içerisinde bulunan cisimlere basınç uygular.
• Dünya’nın etrafını saran atmosfer ağırlığından dolayı basınç uygular. Atmosferin üzerimize uyguladığı basınca açık hava basıncı denir.

3.1. Açık Hava Basıncı

• Açık hava basıncını bulan bilim insanı Toriçelli’dir.
• Deniz seviyesinde 0 °C de açık hava basıncını 76 cm-Hg (Cıva) ölçmüştür.
• Toriçelli deneyinde cıva yerine su kullanılmış olsaydı, su seviyesi daha fazla olacaktı. (Yaklaşık 10.5 metre)
• Açık hava basıncını ölçen araçlara “Barometre” denir.

NOT: Cıva seviyesi, borunun kalınlığına şekline bağlı değildir.

NOT: Basınç deniz seviyesinden yukarı doğru çıkıldıkça basınç azalır.

Açık Hava Basıncı = Atmosfer Basıncı = 1 atm (76 cmHg)

Açık hava basıncını nasıl anlarız?

Deneyde bardağın içerisine ağzına kadar su doldurulup, içinde hava kalmayacak şekilde üzeri kağıtla kapatılıyor. Bardak hızlıca ters çevrildiğinde suyun dökülmediği görülebilir. Aşağıdaki hava basıncı suyun dökülmesini engellemiştir.

Magdeburg Deneyi

• Magdeburg yarım küreleri hava olmayacak şekilde birleştirilir. Kürenin içerisindeki hava boşaltıldığında küreler birbirinden ayrılmaz.

Isıtılan Teneke Kutu Deneyi

• Teneke kutu ısıtılıp, ağzı sıkıca kapatıldıktan sonra soğumaya bırakıldığında teneke kutu içerisine doğru büzülür.

Çay Tabağı ve Çay Bardağı

• Çay tabağı ve çay bardağı arasına su girdiğinde, tabak bardakla beraber tabakta kalkar. Bu olay açık hava basıncını gösterir.

Haşlanmış Yumurta Deneyi

• Cam şişe içerisinde kibritle ateş yakılarak atılıp, şişenin ağzına haşlanmış yumurta yerleştirilirse şişe içerisinde ateş söndüğünde yumurta da şişe içerisine düşecektir.

Açık hava basıncı nelere bağlıdır?

• Yerden yukarı çıkıldıkça açık hava basıncı azalır.
• Yüksek dağlara çıkıldığında havanın yoğunluğu azalır, bu nedenle basınçta azalır.

3.2. Kapalı Kaptaki Basınç

• Kapalı kap içerisinde bulunan gaz tanecikleri hareket ederken kaba çarparak basınç oluşturur.
• Kapalı kaplardaki gazın basıncı “Manometre” ile ölçülür.

4.BASINCIN GÜNLÜK YAŞAMDA VE TEKNOLOJİDE UYGULAMALARI

4.1. Katı Basıncının Etkileri

• Bıçağın meyveyi kesmesi için ağzı keskinleştirilir. Bu sayede basınç artırılmış olur.
• Kışın karda ayağımızın batmaması için geniş tabanlı kar ayakkabıları giyeriz.
• Baltanın ağzının bilenmesi katı basıncını artırır.

4.2. Sıvı Basıncının Etkileri

• Otomobilin fren sistemini çalıştırmak için sıvı basıncından yararlanılır.
• Hidrolik liftlerle çok büyük ağırlıklar kaldırılabilmektedir. Liftler sıvı basıncından yaralanılarak yapılmıştır.
• İtfaiye, kamyon, vinç gibi araçlarda kaldırmak işi için sıvı basıncından yararlanılır.
• Bahçe hortumun ucu sıkıştırıldığında su daha ileri gider. Sıvı basıncı artırılmış olur.
• Şırınganın içerisine sıvı çekmek için sıvı basıncı kullanılır.

4.3. Gaz Basıncının Etkileri

• Pipet ile meyve suyunu içmek için açık hava basıncından yararlanırız.
• Boya makinelerinde gaz basıncından yararlanılır.
• Emme basma tulumbalarda açık hava basıncından yararlanılır.
• Yangın tüpü, mutfak tüpü ve oksijen tüpünde gaz basıncından yararlanılır.
• Parfümlerde gaz basıncından yararlanılır.
• Otomobil hava yastıklarında gaz basıncından yararlanılır.
• Elektrikli süpürgenin tozu çekmesi hava basıncı ile gerçekleşir.
• Vantuzların cama yapışması hava basıncı sayesinde olur.
• Vakumlu poşetler içerisinde hava basıncı alınmıştır.
• Tıkanan lavaboları açmakta kullanılan lavabo açıcılar açık hava basıncından yararlanılır.
• Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça açık hava basıncının azalmasından dolayı kulaklarımız tıkanır, burnumuz kanar. (Kulak tıkanıklığı basınç artmasından da kaynaklanabilir.)
• Zeytinyağ tenekesinden yağ boşaltılırken yağın düzgün akabilmesi için tenekeye ikinci bir delik daha açılır.
• Çay demliğinden çayın daha fazla akması için kapağın açılması gerekir.

TESTLER