Basınç Konu Anlatımı

Basınç

Cisimler, ağırlıkları veya üzerlerine uygulanan kuvveti ileterek temas ettikleri yüzeylere basınç uygular. Günlük hayatta birçok araç ve eşya, basıncın artırılması ya da azaltılması amacıyla tasarlanır.

Basıncın Matematiksel Modeli

F büyüklüğündeki bir kuvvet A yüzey alanına dik olarak etki ettiğinde:

P = F / A

bağıntısı kullanılır.

Basınç, yüzeye uygulanan dik kuvvetle doğru; temas yüzey alanıyla ters ilişkilidir.

• Kuvvet artarsa basınç artar.
• Kuvvet azalırsa basınç azalır.
• Yüzey alanı artarsa basınç azalır.
• Yüzey alanı azalırsa basınç artar.

Basıncın Birimi

SI'da kuvvetin birimi newton (N), yüzey alanının birimi metrekare (m²) olduğundan basıncın birimi N/m² olur. Bu birime pascal (Pa) denir.

1 Pa = 1 N/m²

Ağırlıktan Kaynaklanan Basınç

Yatay yüzeyde duran bir cismin yüzeye uyguladığı dik kuvvetin büyüklüğü cismin ağırlığına eşittir.

P = G / A

Ağırlık G = m·g olduğundan:

P = m·g / A

bağıntısı da kullanılabilir.

Kuvvetin Basınca Etkisi

Yüzey alanı sabitken basınca neden olan kuvvet büyüdükçe basınç artar. Özdeş tuğlalar üst üste konulduğunda temas alanı aynı kalırken toplam ağırlık arttığı için basınç da artar.

Yüzey Alanının Basınca Etkisi

Kuvvet sabitken temas alanı büyütülürse basınç azalır. Aynı cisim farklı yüzeyleri üzerine konulduğunda ağırlığı değişmez; yalnız temas alanı değişir.

Örneğin ağırlığı 4G olan cisim:

• A alanında 4G/A,
• 4A alanında G/A

basınç oluşturur.

Katı Cisimlerde Kuvvetin İletilmesi

Cisimler, üzerlerine uygulanan kuvveti yönünü ve büyüklüğünü değiştirmeden aynen iletir. Ancak iletilen kuvvetin etki ettiği yüzey alanı değişirse basınç değişebilir.

Çivinin başına uygulanan kuvvet uca aynı büyüklükte iletilir. Uç kısmının alanı çok küçük olduğu için basınç büyür ve çivi yüzeye daha kolay girer.

Basıncın Azaltıldığı Günlük Hayat Örnekleri

Kar Ayakkabısı

Kar ayakkabısının tabanı geniştir. Temas alanı büyüdüğü için kara uygulanan basınç azalır ve ayağın kara batması zorlaşır.

Paletli İş Makineleri

Yumuşak veya çamurlu zeminde batmayı azaltmak için geniş palet veya lastikler kullanılır.

Geniş Lastikler ve Çok Sayıda Tekerlek

Ağır yük taşıyan araçlarda toplam temas alanı artırılarak zemindeki basınç azaltılır.

Topuk Koruma Aparatı

İnce topuğun altına takılan geniş aparat temas alanını artırır ve yumuşak zemindeki basıncı azaltır.

Basıncın Artırıldığı Günlük Hayat Örnekleri

Bıçak ve Rende

Kesici kenar inceltildiğinde temas alanı küçülür ve basınç artar.

Çivi ve Raptiye

Sivri uç, aynı kuvvetin çok küçük bir alana uygulanmasını sağlar.

Çadır Kazığı

Kazığın sivri ucu toprağa uygulanan basıncı artırır ve kazığın daha kolay ilerlemesini sağlar.

Basınç ve Kullanışlılık

Günlük hayatta güvenlik, dayanıklılık, konfor, kolaylık ve işe yararlık amacıyla basınç bazen artırılır, bazen azaltılır. Tasarım yapılırken kuvvet ve temas alanı buna göre düzenlenir.

Sık Karıştırılan Noktalar

• Basınç kuvvet değildir.
• Basınç skaler niceliktir.
• Basıncın SI birimi Pa'dır.
• 1 Pa = 1 N/m².
• Kuvvet arttıkça basınç artar.
• Yüzey alanı arttıkça basınç azalır.
• Yatay zeminde F = G = m·g alınabilir.
• Sivri uçlar basıncı artırır.
• Geniş taban ve paletler basıncı azaltır.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Yüzeye dik kuvveti belirle.
2. Temas alanını belirle.
3. P = F/A bağıntısını kullan.
4. Yatay zemindeki cisim için gerekirse F = G = m·g al.
5. Kuvvet değişimini kontrol et.
6. Alan değişimini kontrol et.
7. Günlük hayat örneğinde amaç basıncı artırmak mı azaltmak mı karar ver.

Konu Özeti

Basınç, birim yüzeye etki eden dik kuvvetin büyüklüğüdür. P = F/A bağıntısıyla bulunur. Basınç skaler niceliktir ve SI birimi pascaldır. Yatay yüzeyde P = G/A = m·g/A kullanılabilir. Kuvvet arttıkça basınç artar; temas alanı arttıkça basınç azalır. Sivri yüzeyler basıncı artırırken geniş yüzeyler basıncı azaltır.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Basıncı tanımlayabilmelisin.
• P = F/A bağıntısını kullanabilmelisin.
• Basıncın birimini söyleyebilmelisin.
• Kuvvet ve temas alanının basınca etkisini açıklayabilmelisin.
• Ağırlıktan kaynaklanan basıncı hesaplayabilmelisin.
• Basıncın artırıldığı ve azaltıldığı günlük hayat örneklerini ayırt edebilmelisin.
• Katı cisimlerde kuvvetin iletilmesi ile basınç arasındaki ilişkiyi açıklayabilmelisin.