BASINÇ NEDİR?
Raptiyeyi işaret ve baş parmağınızın arasına alın ve her iki parmağınızla raptiyeye eşit miktarda kuvvet uygulayın. Raptiyeyi uyguladığınız bu eşit kuvvet hangi parmağınızda daha büyük bir etki gösterdi?
Hiç kuskusuz raptiyenin sivri ucunun parmağınızda daha büyük bir etki gösterdiğini hissettiniz.
Peki raptiyenin diğer ucuna da aynı kuvveti uyguladığımız halde parmağımızda daha az etki göstermesinin sebebi ne olabilir? İşte bu soruların cevabı bizi basınç kavramına götürür.
Basınç yüzeye dik bir biçimde uygulanan kuvvete denir.
Yüzey alanı küçüldükçe alana etki eden basınç artar.
Kalemin sivri ucunun yüzeyi küçük olduğu için parmağınıza yaptığı basınç büyük olurken, kalemin geniş yüzeyine etki eden basınç daha küçük olur.
Basınç P sembolü ile gösterilir. Basıncın birimi Pascal’dır (Pa)
BASINÇ ; Katı Basıncı, Sıvı Basıncı ve Gaz Basıncı olmak üzere üç gruba ayrılır.
KATI BASINCI
Her maddenin bir ağırlığı vardır. Bu nedenle maddeler sahip olduğu ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye basınç uygularlar.
Maddenin ağırlığı arttıkça yüzeye uyguladığı kuvvet de artar. Bu nedenle yüzeye uygulanan basınç miktarı da artmış olur.
Sünger bir yüzeyin üzerine G ağırlıklı bir cisim koyduğumuzda sünger bir miktar içeri çöker, Süngerin üstüne koyduğumuz cismin ağırlığı arttıkça süngerdeki içeri çökme miktarı artar. Bunun nedeni cismin ağırlığı arttığı için süngere uyguladığı basınç miktarı da artar.
NOT: Cismin ağırlığı basınç ile doğru orantılıdır. Ağırlık arttıkça basınç artar.
Basınca etki eden diğer faktör ise cismin yüzey alanıdır.
Aşağıda görülen G ağırlıklı cismin S1 yüzeyi S2 yüzeyine göre daha geniştir. Cismi S1 ve S2 yüzeyleri üzerine koyduğumuzda cismin uyguladığı basınçları inceleyelim.
Cismin S1 yüzeyini süngere koyduğumuzda cismin sahip olduğu ağırlık geniş bir yüzeye dağılacaktır. Bu nedenle ağırlığın etkisi geniş bir alana yayılacaktır. Oluşan basınç sonucu sünger bir miktar içe çökecektir. Cismin bu durumdaki basıncına S1 diyelim.
İkinci durumda cimin S2 yüzeyini süngere koyduğumuzda cismin sahip olduğu ağırlık öncekine göre daha dar bir yüzeye dağılacağından, ağırlığın etkisi dar bir alana yayılacaktır. Oluşan basınç sonucu sünger ilk duruma göre daha fazla içe çökecektir. Cismin bu durumdaki basıncına S2 diyelim.
P1 ve P2 basınçlarını karşılaştırdığımızda küçük yüzey üzerinde oluşan P2 basıncının P1 basıncından daha büyük olduğu görülür.
NOT: Cismin yüzey alanı basınç ile ters orantılıdır. Yüzey alanı arttıkça basınç azalır.
Günlük Hayattan Basıncı artırmaya örnekler
- Bıçağın ucunun sivri olması
- Sivri topuklu ayakkabının kuma gömülmesi
- Kışı tekerlere zincir takılması
- Dişlerimizin keskin olması
- Krampon tabanında sivri çiviler olması
Günlük Hayattan Basıncı azaltmaya örnekler
- Kamyonların teker sayısının fazla olması
- Kar ayakkabılarının tabanının geniş olması
- Kepçe ve tanklarda palet kullanılması
SIVI BASINCI
Sıvılarda katılar gibi ağırlıklarından dolayı içerisindeki kaba basınç uygular. Katılar yalnızca temas ettiği yüzeye basınç uygularken, sıvılar akışkan olduğu için bulunduğu kabın her noktasına basınç uygular.
Sıvı basıncı nelere bağlıdır?
Huniyi kap içerisine aldırdığımızda sıvı basıncının etkisiyle U borusundaki su yükselir. Huniyi daha derine daldırdığımızda ise U borusundaki su seviyesi daha fazla yükselecektir.
Bu durumun temel nedeni sıvı basıncının derinlik ile doğru orantılı olmasıdır. Derinlik arttıkça sıvı basıncı da artar.
Bir diğer durum ise içerisinde yağ ve su dolu olan iki kaba hunileri eşit yükseklikte daldırdığımızda su dolu kaptaki U borusundaki yükselme miktarı, yağ dolu kaptaki U borusundaki yükselme miktarından fazladır.
Bunun nedeni ise Suyun yoğunluğunun, yağın yoğunluğundan fazla olmasıdır.
Sıvı basıncı sıvının yoğunluğu ile doğru orantılıdır. Sıvı yoğunluğu arttıkça sıvı basıncı da artar.
Son olarak sıvının bulunduğu kap şeklinin sıvının basıncına bir etkisi olup olmadığını gözlemleyelim.
Resme bakıldığında borusundaki sıvı seviyeleri arasındaki farkların eşit olduğu gözlemleniyor. Buradan kap şeklinin sıvı basıncına bir etkisi olmadığı görülmüştür. Yani sıvı basıncı kabın yüzey alanına ve şekline bağlı değildir. Ancak düzensiz şekildeki bir kap ters çevrildiğinde sıvının derinliğine değiştiriyorsa bu durumda kabın son halindeki sıvı derinliği göz önünde bulundurulmalıdır.
Sıvıların Basıncı İletmesi ( Pascal Prensibi)
Bir kaptaki sıvının yüzeyine uygulanan basınç, sıvı tarafından temas ettiği tüm noktalara aynen ve dik olarak iletilir. Bu duruma Pascal prensibi adı verilir.
Sıvılar sıkıştırılamaz olmaları basıncı aynen iletmelerini sağlar.
İçi su dolu balona eşit büyüklükte delik açıp üzerine bastırıldığında, deliklerden fışkıran suların aynı uzaklığa gittiği görülür. Sebebi Pascal Prensibine göre sıvı basıncının her noktaya aynen iletilmesidir.
Pascal Prensibinin Uygulama Alanları
Su Cenderesi
Otomobil Fren Sistemi
Berber Koltuğu
Su Tulumbası
Gaz Basıncı
Gazlar da tıpkı katı ve sıvılar gibi sahip oldukları ağırlıktan dolayı içerisindeki canlılara basınç uygularlar. Bu basınca atmosfer basıncı yada açık hava basıncı denir.
Sıvı basıncı gibi açık hava basıncı da yükseklere çıkıldıkça azalır. Yüksek noktalara çıkış yapan bazı dağcıların burun kanaması yaşamasının sebebi de budur.
Açık hava basıncının büyüklüğünü yaptığı deneyle ölçen bilim insanı Evangelista Toricelli’dir. Toriçelli 1 m uzunluğundaki bir cam boruyu cıva ile doldurup parmağıyla kapattığı boruyu cıva dolu bir kabın içine ters şekilde çevirmiştir. Cıva seviyesini deniz seviyesinde ve 0°C’de 76 cm olarak ölçmüştür.
Buradan sonuçla açık hava basıncının büyüklüğü ;
76 cm-Hg = 1 atm
olarak kabul edilmiştir.
Not: Cıva seviyesi, borunun kalınlığına ve şekline bağlı değildir.
Açık Hava Basıncının Günlük hayattaki etkisi
- Açık Hava Basıncı Nelere Bağlıdır?
Deniz seviyesinden yukarı doğru çıkıldıkça açık hava basıncı azalır.
Yüksek dağlara çıkıldığında havanın yoğunluğu azalır, bu nedenle basınç da azalır.
- LPG ve mutfak tüpleri hastanelerdeki oksijen tüpleri kapalı kaplarda gaz basıncının günlük hayattaki uygulamalarıdır.
- Meyve suyu kutusu içerisindeki tüm havayı içimize çektiğimiz de yani Havayı vakumladığımızda açık hava basıncı etkisi sonucunda kutu büzülür, pipet kullanarak meyve suyu içerken pipetin içindeki havayı içimize çekerek vakumlarız böylece bardaktaki sıvı açık hava basıncı etkisi ile pipet içerisinde hareket eder.
- Ağzına kadar su dolu bardağın üst kısmını içerisine hava hapsolmayacak şekilde dosya kağıdı ile kapatıp bardağı ters çevirdiğimizde bardaktaki sıvı basıncı açık hava basıncına eşit olur ve su dökülmez.
- Açık Hava Basıncı Deniz Seviyesinden Yukarıya Doğru Çıkıldıkça Azalır.
- Haşlanmış Yumurta Deneyi
Cam şişe içerisinde kibritle ateş yakılarak atılıp, şişenin ağzına haşlanmış yumurta yerleştirilirse şişe içerisinde ateş söndüğünde yumurta da şişe içerisine düşecektir.