Bernoulli İlkesi, sıvı ve gazların akışı sırasında basınç, hız ve potansiyel enerjileri arasındaki ilişkiyi açıklayan bir prensiptir. 9. sınıf fizik müfredatında Bernoulli İlkesi, akışkanlar mekaniği konusunun temelini oluşturur ve sıvıların davranışlarını anlamada önemli bir rol oynar.
Bernoulli İlkesi
Sıvılar ve gazlar, hareket edebilen akışkan maddelerdir. Hareket halindeki bu maddelerin meydana getirdiği basınca “akışkan basıncı” denir. Akışkanlar, bir noktadan başka bir noktaya basınç farkı sebebiyle hareket ederler. İki nokta arasındaki basınç farkı ne kadar büyükse, akışkanın o noktalar arasındaki hareketi de o kadar hızlı olur.
İsviçreli bilim insanı Daniel Bernoulli, akışkanların hızlı aktığı yerde, basıncın düştüğünü kendi adıyla bilinen ilke ile açıklamıştır. Bernoulli ilkesi, akışkanların (sıvı ve gaz) düzgün akması, sıkışmaz olması durumunda geçerlidir.
- Borunun kesiti azaldıkça akışkanın hızı artar. Buna karşılık akışkanın boruya uyguladığı basınç azalır.V2>V1 ve P1>P2 olur.
Borulardaki su yükseklikleri arasında:
h1>h2 olur.
Bernoulli İlkesinin Günlük Yaşamdaki Etkileri
- Rüzgârlı havalarda şemsiyenin ters dönmesi de basıncın bir sonucudur. Şemsiyenin geometrik şeklinden dolayı şemsiyenin üzerinden geçen hava hızlanır ve havanın basıncı düşer. Şemsiyenin alt kısmındaki basınç, üstüne göre daha fazla olduğundan şemsiye ters döner.
- Yarış otomobillerin arka kısmında, uçaklardakinden ters bir yapıya sahip olan kanatlar bulunur. Bu kanatlar, yüksek hızda hareket eden yarış otomobillerinin uçmasını önler ve otomobili yola daha iyi kavramasını sağlar.
- Bahçeyi hortumla sularken hortumun ucunu elimizle sıkarak suyun daha hızlı aktığını görürüz. Bunun sebebi, kesit alanı azaltıldığında akışkanın hızının artmasıdır.
- Bir musluğun ağzından damlayan su damlaları aşağı doğru düşerken hızlanır ve küçülür. Bunun nedeni akışkanların hızlandıkça kesit alanlarının azalmasıdır.
- Hareket halindeki bir tren yanından bir araç geçerken araçlar arasındaki havanın hızı artar. Araçlar arasındaki basınç azaldığından araçlar içe doğru itilir.
- Aynı durum hızlı hareket eden bir aracın yanından geçtiğimizde bize bir kuvvet uygulayarak aracı bize doğru çekmesinde de geçerlidir. Metro istasyonlarında bu basınç farkından korunmak için güvenlik bantları çekmek önemlidir.
- Kalbin kasılıp gevşemesi sırasında kanın atardamara duvarına yaptığı basınca tansiyon denir. Kanın kasılması sırasında kanın atardamara duvarına yaptığı basınca büyük tansiyon, kanın kasılmasının ardından kanın atardamardan duvara yaptığı basınca ise küçük tansiyon denir.
- Hızlı hareket eden bir arabanın camı hafif aralandığında içerideki durağan hava dışarı doğru çekilir ve dış hava basıncı kaynaklı içeriye doğru bir basınç farkı oluşur.
- Rüzgârlı havalarda havanın sürati arttığı için dış alan sibopslarının yerleştirildiği bölgedeki basınç düşer. Basınç düştüğünde ise basınç farkı nedeniyle tekerlek içerisindeki hava dışarı kaçar ve siboplar gevşer.
- Bir flüt veya bir başka üflemeli çalgıyı kullanırken çaldığımızda havanın hızlanıp dar bir alanda ilerleyerek ses çıkarmasının sebebi basınç farkıdır. Bu basınç farkı çalgının daha iyi ses çıkarmasını sağlar.
