Fizik Basınç Ders Notu

Cisimlerin bir yüzeye uyguladığı dik kuvvete basınç kuvveti, birim yüzeye etki eden dik kuvvete ise basınç denir. Basınç, skaler bir büyüklüktür ve SI birim sisteminde birimi Pascal (Pa) olup, \( 1 \, \text{Pa} = 1 \, \text{N/m}^2 \) şeklinde ifade edilir.

Katı Basıncı 🧱

Katı cisimler ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir basınç uygularlar. Katı basıncı, cismin yüzeye uyguladığı dik kuvvet ile yüzey alanının oranıdır.

• Basınç (P): Birim yüzeye etki eden dik kuvvet.
• Kuvvet (F): Cismin ağırlığı veya dışarıdan uygulanan dik kuvvet (Newton, N).
• Yüzey Alanı (A): Kuvvetin etki ettiği yüzey alanı (metrekare, m²).

Katı basıncının formülü aşağıdaki gibidir:

\[ P = \frac{F}{A} \]

Eğer katı cisim zemine kendi ağırlığı ile basınç uyguluyorsa, kuvvet (F) yerine cismin ağırlığı (G) kullanılır. Bu durumda formül:

\[ P = \frac{G}{A} \]

Katı basıncı;

• Uygulanan dik kuvvet ile doğru orantılıdır.
• Yüzey alanı ile ters orantılıdır.

Katı Basıncına Günlük Hayattan Örnekler 💡

• Bıçakların keskin yüzeylerinin (küçük alan) daha kolay kesim yapması.
• İş makinelerinde palet kullanılması (geniş yüzey alanı ile basıncı azaltma).
• Fil ve develerin ayak tabanlarının geniş olması.
• Raptiyelerin sivri ucunun kolayca tahtaya saplanması.
• Karda yürürken kar ayakkabısı giyilmesi.

Sıvı Basıncı 💧

Sıvılar, içinde bulundukları kabın çeperlerine ve temas ettikleri tüm yüzeylere basınç uygularlar. Sıvı basıncı, sıvının derinliğine, yoğunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır.

• Basınç (P): Sıvının uyguladığı basınç (Pascal, Pa).
• Derinlik (h): Sıvının açık yüzeyinden ölçülen düşey derinlik (metre, m).
• Yoğunluk (d): Sıvının yoğunluğu (kilogram/metreküp, kg/m³).
• Yer Çekimi İvmesi (g): Yer çekimi ivmesi (metre/saniye kare, m/s²).

Sıvı basıncının formülü aşağıdaki gibidir:

\[ P = h \times d \times g \]

Sıvı basıncı;

• Sıvının derinliği ile doğru orantılıdır.
• Sıvının yoğunluğu ile doğru orantılıdır.
• Yer çekimi ivmesi ile doğru orantılıdır.
• Kabın şekline veya taban alanına bağlı değildir.

Pascal Prensibi (Sıvıların Basıncı İletmesi) 🚀

Sıvılar, üzerlerine uygulanan basıncı, temas ettikleri tüm yüzeylere ve her doğrultuda aynen iletirler. Bu ilkeye Pascal Prensibi denir.

Bu prensip, kapalı kaplardaki sıvılar için geçerlidir ve sıvıların sıkıştırılamaz olmasından kaynaklanır.

Pascal Prensibine Günlük Hayattan Örnekler 🛠️

• Hidrolik fren sistemleri.
• Hidrolik liftler (araç kaldırma sistemleri).
• Su cendereleri.
• İtfaiye merdivenleri.
• Dişçi koltukları.

Bileşik Kaplar 🧪

Farklı şekil ve büyüklükteki kapların alt kısımlarından birleştirilmesiyle oluşan kaplara bileşik kaplar denir. Bileşik kaplarda aynı cins sıvı dengeye ulaştığında, tüm kollardaki sıvı seviyeleri aynı olur. Çünkü aynı seviyedeki tüm noktalarda sıvı basıncı eşit olmalıdır.

Gaz Basıncı 💨

Gazlar da sıvılar gibi akışkan olduklarından içinde bulundukları kabın her noktasına ve temas ettikleri tüm yüzeylere basınç uygularlar. Gaz basıncı iki ana başlıkta incelenir: Açık Hava Basıncı ve Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncı.

Açık Hava Basıncı (Atmosfer Basıncı) 🌍

Dünya'yı saran atmosfer tabakasındaki gazların ağırlığı nedeniyle yeryüzündeki cisimlere uyguladığı basınca açık hava basıncı denir. Açık hava basıncı, yükseldikçe azalır, çünkü üzerimizdeki hava tabakasının kalınlığı ve dolayısıyla ağırlığı azalır.

Torricelli Deneyi 🔭

İtalyan bilim insanı Evangelista Torricelli, açık hava basıncını ölçmek için bir deney yapmıştır. Bir ucu kapalı, diğer ucu açık cam boruyu cıva ile doldurmuş ve açık ucunu cıva dolu bir kaba ters çevirerek daldırmıştır. Cıvanın bir kısmı kaba akmış ve boru içinde yaklaşık 76 cm yüksekliğinde bir cıva sütunu kalmıştır. Bu deney, deniz seviyesinde ve 0 °C sıcaklıkta açık hava basıncının 76 cm cıva sütununun yaptığı basınca eşit olduğunu göstermiştir.

• Açık hava basıncı barometre ile ölçülür.
• Deniz seviyesinden yukarı çıkıldıkça açık hava basıncı azalır.

Açık Hava Basıncına Günlük Hayattan Örnekler 🌬️

• Pipetle sıvı içilmesi.
• Vantuzların yüzeylere yapışması.
• Tıraş bıçağının veya cam silme aparatlarının cama yapışması.
• Lavabo pompası ile tıkanıklık açılması.
• İçi boşaltılmış teneke kutunun büzülmesi.

Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncı 🎈

Kapalı bir kaptaki gaz molekülleri sürekli hareket halinde olup, kabın çeperlerine çarparak basınç oluştururlar. Kapalı kaplardaki gaz basıncı;

• Gazın hacmi ile ters orantılıdır (Hacim azalırsa basınç artar).
• Gazın sıcaklığı ile doğru orantılıdır (Sıcaklık artarsa basınç artar).
• Gazın miktarı (molekül sayısı) ile doğru orantılıdır (Miktar artarsa basınç artar).

• Kapalı kaplardaki gaz basıncı manometre ile ölçülür.

Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncına Günlük Hayattan Örnekler 🚴

• Bisiklet lastiklerinin şişirilmesi.
• Tüplerdeki gaz basıncı (LPG, doğal gaz tüpleri).
• Deodorant veya sprey kutuları.
• Otomobil hava yastıklarının şişmesi.