Ders Sarayının Basınç TYT Ayrıntılı Konu Anlatımı yazısında Fizik dersinin önemli konularından olan Basınç konusunu ayrıntılı şekilde örneklerle ve ek açıklamalarla ele aldık.

Basınç TYT Ayrıntılı Konu Anlatımı yazımızı okumadan önce mutlaka daha önceki yazılarımız olan TYT Fizik – Fizik Bilimine Giriş (Fiziğin Doğası) Konu Anlatımı, Madde ve Özellikleri – Ayrıntılı Konu Anlatımı ve Sıvıların Kaldırma Kuvveti TYT Konu Anlatımı yazılarını mutlaka okumanızı tavsiye ediyoruz.

Fizik – Basınç TYT Ayrıntılı Konu Anlatımı

Birim yüzeye etki eden dik kuvvete basınç denir. Basıncın birimi pascal olarak tanımlanır. 1N/m² 1pascal olarak tanımlanır.

Fizik – Basınç TYT Ayrıntılı Konu Anlatımı Katılarda Basınç

Katı cisimler bulundukları yüzeylere ağırlıklarından dolayı basınç yaparlar. Katı cisimlerde yapılan basınç ağırlıkları ile doğru orantılı, yüzey alanları ile ters orantılıdır.

Basınç skaler bir büyüklüktür.

P=G/S

G: Katı cismin ağırlığı (Newton)

S: Katı cismin yüzey alanı (m²)

P: Basınç ( N/m²) basıncın birimini SI birim sisteminde (pascal) olarak ifade ederiz.

Katılarda basınç kuvveti ekstra bir durum yok ise katı cismin ağırlığına eşittir. Ekstra olan durum katı cismin üzerine herhangi bir kuvvet uygulanıp uygulanmadığıdır. Katılar üzerine uygulanan kuvveti aynı doğrultuda aynen iletirler. Bundan dolayı katı cismin zemine uyguladığı kuvvet değişecektir.

Piezoelektrik Olay

Bazı kristal yapılı malzemelerin iki yüzeyine kuvvet uygulandığında kristalin uçlarında potansiyel fark oluşur. Bu olay piezoelektrik olarak adlandırılır. Bu olayın terside gerçekleşir, kristalin uçlarına potansiyel fark uygulanırsa kristalin boyutlarında değişim meydana gelir.

Durgun Sıvıların Basıncı

Sıvıların da katılar gibi ağırlıkları olduğu için zemine basınçları vardır. Sıvılarda önemli olan bize sorulan yerdir. Basıncı ona göre hesaplayacağız.

P=G/S

G=mg burada kütle yerine d=m/v denkleminden kütleyi çekip yerine yazalım

G=d.V.g olur. Hacim ise taban alanı çarpı yükseklikti. V=h.S

G=d.h.S.g oldu

P=h.d.g.S/S olarak yazarsak basıncın büyüklüğünü P=h.d.g olarak buluruz.

Yani bize sorulan nokta ya da yerin üzerinde bulunan sıvının yüksekliği, sıvının yoğunluğu ve yerçekimine bağlı olduğunu gördük. Taban alanına ise bağlı değildir. Burada havuza ve göle giren bir insanı örnek olarak verebiliriz. Üzeride hissettiği basınç ne kadar derine girerse o kadar çok olacağıdır. Göl geniş bir yüzey diye daha fazla bir basınç hissetmez.

Sıvılarda basınç kuvveti ise F=P.S yani F=h.d.g.S olarak bulunur. İşte burada yüzey alanımız önemlidir. Yüzey alanı artar ise yukarıda kalan sıvı kütlesi artacağı için kuvvette artacak.

Yüzeylere etki eden basınçlardan bahsedecek olursak, yüzeyin başladığı ve bittiği yerdeki basıncı hesaplayıp ona göre söyleriz.

Şimdi basınç değerleri verilmiş şekilden yola çıkalım. Tabana etki eden basınç sorulursa yüzeyin başladığı ve bittiği yerde basınç aynı değerde yani taban yüzeye etki eden basınç P=h.d.g olarak ifade edilir.

Yan yüzeye etki eden basınç ise tabanda P=h.d.g tavanda yani üst kısımda ise P=0 olduğunu gördük. Yani basınç ortalaması alınarak ifade edilir. P=h.d.g/2 olarak alınır. Genel olarak yüksekliğin yarısını alıp basıncı bulabiliriz.

Yan yüzeye etki eden basınç kuvveti ise basıncı bulup yüzey alanı ile çarpmak olacaktır.

Şekildeki düzgün silindirik kaba akış hızı sabit olan musluktan su akıyor. Suyun yüksekliği zamanla düzgün olarak arttığı için kabın tabanındaki sıvı basıncı da zamanla düzgün olarak artar.

Şekildeki kaba akış hızı sabit olan musluktan su akıyor. Kap yukarı doğru daraldığı için kaptaki sıvı yüksekliği zamanla daha hızlı artmaktadır. Dolayısıyla kabın tabanına etki eden sıvı basıncının artış miktarı artarak şekildeki gibi olur.

Yine şekildeki kaba akış hızı sabit olan musluktan su akıyor. Kap yukarı doğru genişlediği için kaptaki sıvı yüksekliğindeki artış zamanla yavaşlayacaktır.

Birbirine karışmayan sıvılarda ise yapılması gereken toplam basıncı bulmak olacaktır. Hangi nokta sorulmuş ise onun üzerimde kalan sıvıların basınçlarını bulup toplamak olacaktır.

Pascal Prensibi

Katılarda basıncın iletilmesi kuvvetin uygulandığı doğrultu boyunca olduğunu söylemiştik. Pascal ise sıvılar üzerine uygulanan kuvvetten dolayı oluşan basıncı her noktaya hiç değişikliğe uğratmadan olduğu gibi iletir. Bu olaya pascal prensibi denir.

Akışkanların Basıncı

Akışkanın hızının arttığı yerde basıncı azalır. Akışkanların hareket etme sebebi basınç farkıdır. Basıncın fazla olduğu yerden az olduğu yere doğru hareket gerçekleşir.

Kesit alanı azaldıkça hız artacak hız arttıkça basınç azalacak. Küçük bir deney ile bunu gözlemleyebilirsiniz. Bir bardağa su doldurup içine pipet koyun. Pipetin ucuna hızlı bir şekilde yatay olarak üfleyin pipetin ucundan su damlalarının çıktığını görürsünüz. Burada üflenince hız arttı hız artınca basınç azaldı ve sıvı çıkışı gözlenmiş oldu. Basit bir parfüm şişesinin çalışma mantığıdır.

Gazların Basıncı

Kapalı kaptaki gazların basıncı, gaz moleküllerinin sürekli kabın iç duvarlarına çarpmaları sonucu oluşmaktadır. Kabın iç yüzeyindeki birim yüzeye, birim zamanda çarpma sayısı ne kadar fazla ise, gazların basıncıda o kadar fazladır. Gazların basıncı her yüzeye eşit olarak etki eder.

Gazların basıncı P.V=n.R.T formülü ile bulunur.

Buradan gazın basıncı hacim ile ters orantılıdır. Molekül sayısı ve sıcaklık ile doğru orantılıdır.

Kapalı bir kap ve kenarları esnemiyor ise şekildeki gibi bir soru ile karşılaşırsak yapacağımız işlem basınç hacim çarpımları toplamlarını son hacim ve basıncına eşitleyerek son basıncını bulabiliriz.

Eğer dış yüzeyi esnek bir cisim kullanılmış ise basınç değişimi durumunda kabın hacmi değişerek kabın bulunduğu ortamın basıncı ne ise kabın basıncıda ona eşit olacak şekilde dengelenir.

Açık Hava Basıncı

Atmosferi oluşturan gazların ağırlıkları nedeniyle temas ettikleri her noktaya uyguladıkları etkiye açık hava basıncı denir.

Torricelli’nin yaptığı bir deney sonucu açık hava basıncı ölçülmüş oldu. Bu deney içi cıva dolu bir tüp cıva dolu bir kaba ters çevrilip sıvı dengesi sağlandığında tüpün içerisinde sıvı belli bir seviyeye kadar azalıp ondan sonra sabit bir değerde kalıyor. Buradan kabın içinde kalan sıvının bir basıncı olacak bunu dengeleyen ise açık hava basıncı olarak ifade edilir.

Burada basınçların eşitliğinden yola çıkılarak hesaplanmıştır.

Kabın şekli burada önemli değildir. Kabım kesit alanı önemli değildir. Sıvının cinsi, ortamın denizden yüksekliği, sıcaklığı ve borunun içerisinde gaz olup olmadığına bağlı olarak sıvı seviyesi değişiklilik gösterir.

Manometreler

Kapalı kaplardaki gazların basıncını ölçmek için kullanılan araçlara denir. Manometrelerin ucu acık ve kapalı olmak üzere iki şekilde inceleyebiliriz. Ucu kapalı olana açık hava basıncı etki etmez. Ucu açık olana ise açık hava basıncı etki eder.

Basıncın Hal Değişimine Etkisi

Erirken hacmi azalan maddelerde basıncın artması erime sıcaklığını düşürür. Buz, antimon, bizmut bu maddelere örnektir. Bunların dışında kalan maddeler ise erirken hacimleri artar bunlarda ise basıncın artması erime sıcaklığını yükseltir.

Kışın yollarda araba tekerlerinin geçtiği yerdeki karlar erirken onun dışında kalan yerdeki karlar erimez. Sıcaklık aynı olmasına rağmen birinin eriyip diğerinin erimemesi basınçtan kaynaklanır.

Basıncın artması kaynama noktasını bütün sıvılar için yükselttiğini söyleriz. Düdüklü tencere kullanmamızın sebebi suyun kaynamadan daha yüksek sıcaklığa çıkmasıdır.

Sonuç

Basınç TYT Ayrıntılı Konu Anlatımı yazısında Fizik dersinin önemli konularından Basınç konusunu işledik. Yazımı burada sona erdi. Umarız, konu anlatımı yazımız, Basınç konusunu kavramanıza size yardımcı olmuştur. Ek alıştırmalar ve soru çözümü için burayı ziyaret edebilirsiniz. Bir sonraki yazımızda görüşmek üzere. İyi çalışmalar.