Katı maddelerin basınç altındaki halleri hakkında bilgiler nelerdir?

KATILARIN ve DURGUN SIVILARIN BASINCI
Yeryüzünde bulunan bütün maddeler ağırlıklarından dolayı bulundukları zemin üzerine kuvvet uygular. Uygulanan bu kuvvetler cisimler üzerinde bir basınç oluşturur. Buna göre basınç, kuvvetin bir etkisidir.
Katıların Basıncı
Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç denir.



Basınç P, kuvvet F ve yüzey alanı da S ile gösterilirse,
olur.
Bu bağıntıya göre, kuvvet sabit ise, basınç yüzey alanı ile ters orantılıdır. Eşit ağırlıktaki tavuğun bataklıkta ördekten daha fazla batmasının nedeni, tavuğun ayaklarının yüzey alanının ördeğinkine göre küçük, dolayısıyla basıncının ördeğinkine göre büyük olmasıdır. Ördeğin ayağı perdeli olduğu için yüzey alanı büyük, basıncı ise küçüktür. Sivri uçlu çivinin ucundaki basınç büyük olduğu için küt uçlu çiviye göre daha kolay çakılır.
Bıçak köreldiği zaman bilelenerek yüzey alanı küçültülür ve basıncın artması sağlanır. Bu nedenle aynı kuvvetle daha kolay kesme işlemi sağlanmış olur.
Basınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet idi. Şekildeki cisim yatay ve düşey duvarlar arasındadır. Cismin ağırlığı yatay duvara etki ettiği için yatay duvara basınç uygular. Düşey duvara ağırlığından dolayı kuvvet uygulamadığı için basınç da uygulanmaz.
Şekildeki cisim belirtilen yer-den düşey olarak kesilirse, her bir parçanın basıncı bütün cismin basıncına eşit olur.

Katılar kendilerine uygulanan kuvveti ayını yönde ve aynı büyüklğkte iletirler.Fakat basıncı aynen iletmezler.

Şekildeki çivinin geniş yüzeyine Fkuvveti uygulandığında bu kuvvet sivri uca da aynen iletilir. Dolayısıyla sivri ucun yüzey alanı küçük olduğundan basınç daha büyük olur.

S1>>S2 olduğundan, P2>>P1 olur.
DURGUN SIVILARIN BASINCI
Sıvıların belli bir şekli yoktur. İçinde bulundukları kabın şeklini alırlar. Sıvıların katılardan temel farkı akışkan olmalarıdır. Bundan dolayı sıvılar bulundukları kabın taban ve yan yüzeylerine yani dokundukları her noktaya basınç uygularlar.
Ağzına kadar su dolukutunun K ve L noktalarından özdeş delik açıldığında alttaki delikten daha hızlı sıvı akışı olup daha uzaktaki bir noktaya temas eder. Bunun nedeni L noktasındaki sıvı basıncının K noktasındakinden büyük olmasıdır. Buna göre sıvı basıncı sıvı yüksekliği ile doğru orantılıdır.

Şekilde h yüksekliğine kadar sıvı dolu olan kabın tabanına uygulanan sıvı basıncı,
P=h.psıvı =h.d.g
bağıntısı ile hesaplanır.
Burada, h yüksekliği, basıncın uygulandığı noktanın sıvının açık yüzeyine olan dik yüksekliği, rsıvı ise, sıvının özağırlığıdır.
Bu bağıntıya göre basınç hem sıvı yüksekliği, hem de sıvının özağırlığı ile doğru orantılıdır.
Sıvı basıncı bu iki niceliğin dışında kabın şekline ve biçimine bağlı değildir. Sıvı yüksekliği ve sıvının özağırlığı değişmemek şartıyla sıvı hacmine de bağlı değildir.
Sıvı basıncı yüzeye daima dik olarak etki eder. Kap yüzeyinde açılan bir delikten çıkan sıvının yüzeye dik olarak çıkması da basıncın yüzeye dik uygulandığını gösterir.
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.
Dolayısıyla kabın tabanındaki sıvı basıncının zamanla değişimi şekildeki gibi olur.
Şekildeki kapta birbirine karışmayan r1 ve r2 özağırlıklı sıvılar vardır. Kabın tabanındaki toplam sıvı basıncı, sıvıların ayrı ayrı basınçlarının toplamına eşittir.
Psıvı = h1 . r1 + h2 . r2 dir.

KATILARIN BASINCI
Bütün maddeler ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygularlar. Kar üzerine duran bir insan basınç uygular. Eğer bu kişi bir ayağını kaldırıp durursa ağırlığı değişmediği halde batma oranı artar. Öyleyse basınç kuvvete ve yüzeye bağlı olarak değişir. Ağırlıkları aynı olan bir leylek ve bir ördeğin bataklıkta yürürken batma oranları değişik olur. Ördek daha az leylek daha çok batacaktır. Bunun sebebi ördeğin yere değen ayak yüzeyinin leyleğinkinden daha büyük olmasıdır. Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç adı verilir. Bir toplu iğneyi iki parmağımız arasına alıp bastırırsak sivri uçlu kısım parmağımıza batar. Bunun sebebi sivri ucun yüzeyinin baş kısmından küçük olmasıdır.
Basıncın cisimler üzerindeki etkisi kuvvetin etkisiyle aynıdır. Cisimlerin hareketinin ve şekillerinin değişmesine neden olur. Ayrıca ağır araçları kaldırmada kullanılan kriko ve lift gibi düzenekler basınçtan yararlanarak yapılmıştır. Örneğin havası boşaltılmış bir teneke kutu havanın dış basıncı karşısında içe doğru çökerek biçim değişikliğine uğrar.
Cisimlerin ağırlıkları artarsa yüzeye uyguladıkları basınçta artar. Basınç cisme uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır. Yine değme yüzeyi küçüldükçe basınç artar yüzey büyüdükçe azalır. Yumuşak karda normal ayakkabı giyerek yürümeye çalışan bir yürürken zorlanır. Çünkü ayakkabının kar yüzeyine değen bölümü küçük olduğundan basınç büyük olur. Bu insan kara batarak yürümeye çalışır. Ancak geniş tabanlı bir ayakkabı giyilirse vücut ağırlığının etkisi büyük bir alana yayılacağından basınç etkisi azalır. Böylece kara batmadan yürünebilir. Yüzey küçülürse basınç artar. Yüzey büyüdükçe basınç azalır.
Basınç P, kuvvet F ve değme yüzeyi A ile gösterilir. Buna göre basınç formülü;
Basınç = Þ biçiminde yazabiliriz.
Bu formülde kuvveti bulmak için F = P . A bağıntısı kullanılır.
BASINÇ BİRİMLERİ
1 m2 lik yüzeye dik olarak etkiyen 1 N’luk kuvvetin oluşturduğu basınca 1 Pa denir 1 Pascal= 1 (nt/m2)

ÖNEMLİ EŞİTLİKLER
1 Pascal= 10 bari 1 Bar= 1.000.000 Bari
1 Milibar= 1000 Bar 1 Pascal=0.00005 bar 1 Bar= 1000 Milibar
1 Atmosfer=1000.000 pascal 1 Atmosfer=1.013 Bar 1 Bar= 100.000 Pascal


Özet olarak;

Bütün maddeler ağırlıklarından dolayı değdikleri yüzeye bir kuvvet uygularlar.
-Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete Basınç denir.
-Belirli bir ağırlığa sahip cismin temas yüzeyi küçüldükçe basınç artar. Cisimlerin uyguladıkları basınç,cismin yüzeyi ile ters orantılıdır.






P1 P2 P2 > P1
-Cisimlerin ağırlıkları artarsa temas ettikleri yüzeye uyguladıkları basınçta artar. Basınç, cisme uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır.






P1 P2 P2 > P1
Basınç cisimler üzerinde özellikle şekil değişikliğine yol açar.
Bir çok işi normalde uygulanması gerekenden daha az bir kuvvet ile yapılmasını sağlar. Özellikle sıvıların basıncından yararlanarak kamyon gibi büyük cisimleri kaldırmamıza yardımcı olur.

Basınç P, kuvvet F, yüzey A ile gösterilirse
Basınç = Kuvvet / Yüzey Alanı
P = F / A
SI birimler sisteminde F = Newton,
A = m2 alınırsa
P = 1 N / 1 m2 = 1 Pa ( Pascal ) olur.
Havanında bir ağırlığı vardır. Hava dünya üzerinde her şeye basınç uygular. Deniz seviyesinde 1 m2’lik yüzeye 101 300 N’luk bir kuvvet uygulayan basınca 1 atm(atmosfer) denir.
1cm2lik bir yüzeye 1 dyn’lik bir kuvvetin yaptığı basınca 1 dyn/cm2 ya da 1 bari denir.
Meteorolojide bar ve milibar kullanılır. Yaklaşık 76 cm – civanın tabana yapmış olduğu basınca 1 bar denir.
1 atm = 1 bar = 1013 milibar’dır. = 105pa = 76 cm-civa
kaynak

Katıların Basıncı
Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç denir.



Basınç P, kuvvet F ve yüzey alanı da S ile gösterilirse,
olur.
Bu bağıntıya göre, kuvvet sabit ise, basınç yüzey alanı ile ters orantılıdır. Eşit ağırlıktaki tavuğun bataklıkta ördekten daha fazla batmasının nedeni, tavuğun ayaklarının yüzey alanının ördeğinkine göre küçük, dolayısıyla basıncının ördeğinkine göre büyük olmasıdır. Ördeğin ayağı perdeli olduğu için yüzey alanı büyük, basıncı ise küçüktür. Sivri uçlu çivinin ucundaki basınç büyük olduğu için küt uçlu çiviye göre daha kolay çakılır.
Bıçak köreldiği zaman bilelenerek yüzey alanı küçültülür ve basıncın artması sağlanır. Bu nedenle aynı kuvvetle daha kolay kesme işlemi sağlanmış olur.
Basınç, birim yüzeye etkiyen dik kuvvet idi. Şekildeki cisim yatay ve düşey duvarlar arasındadır. Cismin ağırlığı yatay duvara etki ettiği için yatay duvara basınç uygular. Düşey duvara ağırlığından dolayı kuvvet uygulamadığı için basınç da uygulanmaz.
Şekildeki cisim belirtilen yer-den düşey olarak kesilirse, her bir parçanın basıncı bütün cismin basıncına eşit olur.

Katılar kendilerine uygulanan kuvveti ayını yönde ve aynı büyüklğkte iletirler.Fakat basıncı aynen iletmezler.

Şekildeki çivinin geniş yüzeyine Fkuvveti uygulandığında bu kuvvet sivri uca da aynen iletilir. Dolayısıyla sivri ucun yüzey alanı küçük olduğundan basınç daha büyük olur.

S1>>S2 olduğundan, P2>>P1 olur.