Basınç Nedir?
Basınç, birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvettir. Basınç, kuvvetin yüzey alanına bölünmesiyle hesaplanır.
P = F / A
P = Basınç (Pascal – Pa) | F = Kuvvet (Newton – N) | A = Yüzey Alanı (m²)
Basınç Birimleri
Pascal (Pa): 1 m²’lik yüzeye etki eden 1 Newton’luk kuvvet (1 Pa = 1 N/m²)Bar, Atmosfer (atm), cmHg, mmHg (günlük hayatta kullanılan diğer birimler)
Katı Basıncı
Katılar, üzerlerine uygulanan kuvveti aynen iletirler ancak basıncı iletmezler. Katı basıncı, cismin ağırlığı ve yere temas eden yüzey alanına bağlıdır.Katı Basıncını Etkileyen Faktörler
✅ Kuvvet (Ağırlık) ile Doğru Orantılı
Ağırlık artarsa basınç artar, ağırlık azalırsa basınç azalır.
Örnek:
- Bir kişi ağırlaştıkça yere uyguladığı basınç artar.
- Hafif bir cisim daha az basınç uygular.
✅ Yüzey Alanı ile Ters Orantılı
Yüzey alanı artarsa basınç azalır, yüzey alanı azalırsa basınç artar.
Örnek:
- Bıçağın keskin tarafı (küçük alan) daha çok basınç uygular.
- Raptiyenin sivri ucu batar, geniş başı batmaz.
- Traktör tekerleklerinin geniş olması toprağa batmayı önler.
Katı Basıncı Örnekleri
| Örnek | Basıncı Artırma (Kesiciler) | Basıncı Azaltma (Destekler) |
|---|
| Bıçak, makas, raptiye | ✅ Keskin yüzey – yüzey alanı küçük | – |
| Traktör tekerleği, tank paleti | – | ✅ Geniş yüzey – basıncı azaltır, batmayı önler |
| Çivi, toplu iğne | ✅ Sivri uç – yüzey alanı küçük | – |
| Krampon, kar ayakkabısı | ✅ Çivili taban (krampon) | ✅ Geniş taban (kar ayakkabısı) |
Sıvı Basıncı
Sıvılar, içinde bulundukları kabın her noktasına basınç uygular. Sıvı basıncı, sıvının yoğunluğuna, derinliğine ve yerçekimi ivmesine bağlıdır.
P = h × d × g
P = Sıvı Basıncı | h = Derinlik | d = Yoğunluk | g = Yerçekimi ivmesi
Sıvı Basıncını Etkileyen Faktörler
📏
Derinlik (h)
Derinlik arttıkça basınç artar.
Örnek:
Denizde derine inildikçe basınç artar.
⚖️
Yoğunluk (d)
Yoğunluk arttıkça basınç artar.
Örnek:
Cıva > Su (cıva daha yoğun, basıncı daha fazla)
🌍
Yerçekimi (g)
Yerçekimi arttıkça basınç artar.
Örnek:
Aydaki basınç Dünya’dakinden azdır.
Sıvı Basıncının Özellikleri
Sıvı basıncı derinlikle doğru orantılıdır. Aynı derinlikte basınç her noktada eşittir.Sıvı basıncı kabın şekline bağlı değildir. Sadece derinliğe, yoğunluğa ve yerçekimine bağlıdır.Sıvılar, kendilerine uygulanan basıncı her yöne ve aynen iletirler. (Pascal Prensibi)Sıvı Basıncı Örnekleri
Örnek Açıklama
Baraj duvarları Baraj duvarları altta daha kalındır çünkü derinlik arttıkça basınç artar.
Denizaltılar Denizaltılar derine indikçe güçlendirilmiş gövdeye ihtiyaç duyar.
Dalış yapan insanlar Derine indikçe kulaklarda basınç hissedilir.
İnşaat temelleri Yeraltı suyu basıncı hesaplanarak temel atılır.
Gaz Basıncı
Gazlar da sıvılar gibi içinde bulundukları kabın çeperlerine basınç uygular. Gaz basıncı, gazın sıcaklığına, hacmine ve miktarına bağlıdır.Açık Hava Basıncı ve Kapalı Kap Gaz Basıncı
Gaz basıncı iki ana başlıkta incelenir:Açık Hava Basıncı (Atmosfer Basıncı): Atmosferdeki havanın yeryüzüne uyguladığı basınçtır.Kapalı Kaplarda Gaz Basıncı: Kapalı bir kapta bulunan gazın kap çeperlerine uyguladığı basınçtır.
Açık Hava Basıncı (Atmosfer Basıncı) Açık hava basıncı, atmosferdeki hava moleküllerinin ağırlığı nedeniyle yeryüzüne uyguladığı basınçtır.
Açık Hava Basıncını İlk Ölçen Bilim İnsanı
Evangelista Torricelli (1643)
Torricelli, açık hava basıncını ölçmek için cıva kullanarak bir deney yapmıştır. Deniz seviyesinde cıva sütununun yüksekliğini 76 cm (760 mm) olarak ölçmüştür. Bu değer 1 atmosfer (atm) basınca eşittir.
Torricelli Deneyi
- Bir ucu kapalı cam tüp tamamen cıva ile doldurulur.
- Tüpün açık ağzı kapatılarak cıva dolu bir kaba ters çevrilir.
- Tüpteki cıvanın bir kısmı kaba boşalır, üst kısımda boşluk (Torricelli boşluğu) oluşur.
- Tüpte kalan cıva yüksekliği deniz seviyesinde 76 cm’dir.
- Bu yükseklik açık hava basıncını gösterir.
Sonuç:
Po = h × d × gPo = 0,76 m × 13600 kg/m³ × 10 N/kg = 103.360 Pa ≈ 1 atm
Açık Hava Basıncını Etkileyen Faktörler
Faktör Etki Örnek
Yükseklik (Rakım) Yükseklik arttıkça basınç azalır. Dağa çıkıldıkça basınç düşer, kulaklar tıkanır.
Sıcaklık Sıcaklık arttıkça basınç düşer. Sıcak hava basıncı düşüktür (alçak basınç).
Nem Nem arttıkça basınç düşer. Nemli hava daha hafiftir, basıncı düşürür.
Açık Hava Basıncı Örnekleri
🥤 Pipetle İçecek İçme
Pipetten hava çekildiğinde iç basınç azalır, açık hava basıncı sıvıyı pipete doğru iter.🧹 Vakumlu Süpürge
Süpürgenin içindeki basınç düşürülür, açık hava basıncı tozları içeri iter.🚰 U Borusu (Su Terazisi)
Borudaki su seviyesi her iki tarafta eşitlenir.🧪 Vantuz (Emzik)
Vantuzun içindeki hava boşaltılır, açık hava basıncı vantuzu yüzeye yapıştırır.Kapalı Kaplarda Gaz Basıncı
Kapalı bir kaptaki gazın basıncı, gaz taneciklerinin kap çeperlerine çarpması sonucu oluşur.Gaz Basıncını Etkileyen Faktörler
📊 Hacim (V)
Hacim azalırsa basınç artar (ters orantı).
Örnek:
Şırınganın ucunu kapatıp pistonu itersek gazın hacmi azalır, basıncı artar.
🌡️ Sıcaklık (T)
Sıcaklık artarsa basınç artar (doğru orantı).
Örnek:
Güneşte kalan araba lastiğinin basıncı artar.
🧪 Gaz Miktarı (n)
Gaz miktarı artarsa basınç artar (doğru orantı).
Örnek:
Balona daha çok hava üflersek basıncı artar.
Pascal Prensibi ve Su Cendereleri
🔧 Pascal Prensibi
Sıvılar, kendilerine uygulanan basıncı her yöne ve aynen iletirler.
Blaise Pascal (1623-1662) tarafından keşfedilmiştir.
Su Cendereleri
Su cendereleri, Pascal prensibi ile çalışan ve küçük bir kuvvetle büyük yükleri kaldırmaya yarayan düzeneklerdir.
| Küçük Piston | Büyük Piston |
|---|
| Kesit alanı küçük (A₁) | Kesit alanı büyük (A₂) |
| Uygulanan kuvvet küçük (F₁) | Elde edilen kuvvet büyük (F₂) |
| Basınç: P = F₁/A₁ | Basınç: P = F₂/A₂ |
Pascal prensibine göre, sıvı içindeki her noktada basınç aynıdır:
F₁/A₁ = F₂/A₂
Pascal Prensibi Uygulamaları
Uygulama Çalışma Prensibi
Hidrolik fren sistemleri Fren pedalına uygulanan küçük kuvvet, sıvı sayesinde büyütülerek tekerleklere iletilir.
Hidrolik liftler (araç kaldırma) Küçük bir kuvvetle büyük araçlar kaldırılabilir.
Hidrolik iş makineleri (iş makinası kolları) Ekskavatör, dozer gibi makinelerin kolları hidrolik sistemle çalışır.
Dişçi koltukları Dişçi koltuklarının yükselip alçalması hidrolik sistemle sağlanır.
Berkeme (Hidrolik pres) Küçük bir kuvvetle büyük sıkıştırma kuvveti elde edilir.