Akışkanlar

Basınç ve kaldırma kuvveti

YKS · TYT · TYT Fizik

⚡ Hızlı Özet

Atmosfer basıncı üzerimizdeki hava tabakasının ağırlığından kaynaklanır. Bu nedenle açık hava basıncı yukarılara çıkıldıkça azalır (yaklaşık her 10,5 metrede 1 mmHg düşer).

Hap Bilgiler

Konunun en kritik bilgileri — hızlı tekrar için.

Atmosfer basıncı üzerimizdeki hava tabakasının ağırlığından kaynaklanır. Bu nedenle açık hava basıncı yukarılara çıkıldıkça azalır (yaklaşık her 10,5 metrede 1 mmHg düşer).

Cismin sudaki ağırlık kaybı kaldırma kuvvetine eşittir: Fk = Ghava - Gsu = 80 N - 60 N = 20 N.

Cisim yüzeceği için cisme etki eden kaldırma kuvveti cismin kendi ağırlığına eşittir.

Kap ters çevrildiğinde genişleyen kısım alta geleceğinden sıvı yüksekliği (h) azalır. Sıvı yüksekliği azaldığı için tabandaki sıvı basıncı P = h d g azalır.

Kaba sıvı eklendiğinde sıvı gazın hacmini sıkıştırır. Gaz hacmi azaldığı için gaz basıncı (Pgaz) artar.

Durgun sıvı basıncı P = h d g formülü ile hesaplanır. Derinlik (h) ve özkütle (d) arttıkça sıvı basıncı artar (I ve II doğru).

Batan hacim oranı Vb/Vc = dc/ds = 6 / 1 = 6 'dır. Yani cismin %60'ı su içine batar. Su yüzeyinin dışında kalan (üstteki) hacim yüzdesi ise %100 - %60 = %40 bulunur.

Açık uçlu manometrede gaz basıncı Pgaz = P0 + h d g şeklindedir. Gazın hacmi ve sıcaklığı sabit kaldığı için Pgaz sabittir.

Demir bilye başlangıçta buzun içinde yüzme konumunda ağırlığı kadar su taşırıyordu. Buz eriyince demir bilye dibe batar ve kendi hacmi kadar su taşırır.

Buz yüzerken kendi ağırlığı kadar suyun yerini değiştirir. Eridiğinde de kendi ağırlığı kadar kütlede su oluşturur.

Kaldırma kuvveti seksen eksi altmıstan yirmi Newton bulunur. F = Vb.ds.g formülünde yerine yazarsak 20 = (10 üzeri -6)ds10 eşitliğinden ds = 1000 kg/m³ yani bir g/cm³ çıkar.

Kaba su eklenmesi balonun üzerindeki sıvı yüksekliğini artırır, bu da balona uygulanan sıvı basıncını artırır.

Yüzme formülü Vb / Vc = dc / ds şeklindedir. Buradan batan oran sıfır altı bölü birden yüzde altmış bulunur.

Sıvı içerisinde yüzen (bir kısmı dışarıda olan) veya askıda kalan (tamamı içeride ama batmamış olan) cisimler dengededir.

Tuğlanın ağırlığı değişmediği için zemine uyguladığı dik kuvvet değişmez. Dik konuma geldiğinde taban alanı küçüldüğü için basınç artış gösterir.

Sıvı basınç kuvveti F=h.d.g.A formülüyle bulunur. h, d, g ve A değerleri tüm kaplar için aynı olduğundan kap şekline bakılmaksızın tüm taban basınç kuvvetleri eşittir.

U borusunun en alt seviyesinde veya aynı sıvının kesintisiz devam ettiği en alt yatay sınırda basınçlar eşittir (I doğru).

Dar olan yerde akışkanın hızı artar, hızı arttığı için de çeperlere uyguladığı basınç düşer.

Cisme uygulanan toplam kaldırma kuvveti, iki sıvının uyguladığı kaldırma kuvvetlerinin toplamıdır: Fk = V1d1g + V2d2g.

Derinlere inildikçe h yüksekliği arttığı için dış yüzeydeki sıvı basıncı artar. Denizaltı tamamen su içinde olduğu için derinlik artışı batan toplam hacmini etkilemez, hacim sabit kalır.

Uçak kanatlarının çalışma prensibi hava akış hızı ve Bernoulli İlkesi ile açıklanır, sıvı basıncının Pascal prensibine göre iletilmesiyle ilgisi yoktur.

Esnek zarlar ve balonlar iç ve dış basıncı eşitleyecek şekilde genişler veya büzülürler.

Cisim ters çevrilip daha geniş bir yüzeye (3S) oturtulduğunda ağırlığı (G) değişmez, dolayısıyla basınç kuvveti F' = G değişmez.

Fışkırma hızı deliğin üzerindeki sıvı yüksekliği h ile doğru orantılıdır. Yükseklik artırıldığında delikteki sıvı basıncı artar ve su daha büyük bir hızla dışarı fışkırır.

Hidrostatik basınç P=h.d.g ile hesaplanır. Derinlik, sıvı yoğunluğu ve yerçekimine bağlıdır; kabın şekline ve taban alanına bağlı değildir.

Deniz seviyesinde açık hava basıncı yaklaşık 76 cmHg yani 101300 Pa değerindedir. Bu basınç Torricelli deneyiyle ölçülmüştür.

Kaldırma kuvveti Fk=Vb.d.g bağıntısıyla bulunur. Batan hacme, sıvı yoğunluğuna ve yerçekimine bağlıdır; cismin taşırdığı sıvının ağırlığına eşittir.

Yoğunluğu sıvıdan küçük cisim yüzer, büyük olan batar, eşit olan sıvı içinde askıda kalır. Belirleyici olan cisim ile sıvının yoğunlukları arasındaki farktır.

Birbirine bağlı bileşik kaplarda aynı cins sıvı, kapların şekline bakılmaksızın aynı yatay seviyede dengeye gelir.

Kapalı bir sıvıya uygulanan basınç, sıvının her noktasına aynı şiddette iletilir. Hidrolik fren ve kaldıraçlar bu prensiple çalışır.

Sıvının kap tabanına uyguladığı kuvvet F=P.S bağıntısıyla hesaplanır. Basınç ile taban alanının çarpımına eşittir.

Manometre, kapalı kaptaki gazın basıncını açık hava basıncıyla karşılaştırarak ölçen araçtır. Sıvı seviye farkından basınç hesaplanır.

Basıncın SI birimi Pascal'dır. 1 Pa = 1 N/m² demektir yani metrekareye uygulanan bir Newton kuvveti bir Pascal basınç oluşturur.

Katılarda basınç, kuvvetin yüzey alanına bölünmesiyle bulunur; alan büyürse basınç azalır.

Kürelerin içindeki hava boşaltıldığında iç basınç sıfır olur. Dışarıdaki açık hava basıncı (yaklaşık 10⁵ Pascal) kürelerin yüzeyine dıştan devasa bir kuvvet uygular.

Katı basıncı P=F/S bağıntısıyla bulunur. Basınç, uygulanan dik kuvvetin temas yüzeyine oranıdır ve birimi Pascal (Pa).

Konuyu Uygulamada Pekiştir

Basınç ve kaldırma kuvveti için 40+ Çıkmış & Özgün Soru

Açıklamalı çözümler, Spaced Repetition tekrar algoritması ve her doğru cevapta +10 XP kazanımı.

Hemen Çöz (+30 XP) ⚡

Örnek Sorular

Doğru cevap ve açıklamalı çözüm efor uygulamasında — reklamsız ve ücretsiz.

1. Sıvı içine bırakılan bir cismin batan hacminin oranı, cismin yoğunluğu (dc) ile sıvının yoğunluğunun (ds) oranına eşittir (Vb/Vc = dc/ds). Yoğunluğu 0.6 g/cm³ olan homojen bir tahta blok, yoğunluğu 1 g/cm³ olan su içine bırakıldığında tahta bloğun hacminin yüzde kaçı su yüzeyinin dışında kalır?