tyt. SınıfFizik
Akışkanlar — Çalışma Sayfası
Kazanımlar, önemli noktalar ve sık yapılan hatalar tek sayfada.
Bu konuda öğrenecekleriniz
- Akışkanları katılardan ayıran temel özelliği ve basınç kavramını tanır.
- Sıvı basıncının yoğunluk ve derinlikle değişimini sayısal olarak hesaplar.
- Pascal yasasını ve hidrolik sistemlerdeki kullanımını açıklar.
- Archimedes ilkesini uygulayarak yüzen cisimlerin denge koşulunu belirler.
- Kesit alanı, akış hızı ve geçen hacim arasındaki ilişkiyi kurar.
- Bir akışkan sorusunda eksik veri olup olmadığını denetleyerek çözüm kurar.
Önemli noktalar
- Basınç birimi paskaldır ve kuvvetin alana bölümüyle bulunur; kuvvet birimi newton olduğu için karıştırılmamalıdır.
- Sıvı basıncı yalnızca derinliğe ve sıvının yoğunluğuna bağlıdır; kabın biçimi ve sıvının miktarı basıncı tek başına belirlemez.
- Pascal yasası basıncın kapalı sıvı boyunca her noktaya aynı iletildiğini söyler; hidrolik kaldırma liftleri bu ilkeyle çalışır.
- Archimedes ilkesinde kaldırma kuvveti cismin kendi ağırlığına değil, yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşittir.
- Yüzen cisimde gömülü hacim, cismin ağırlığını taşıyacak kadar olmalıdır; yük arttıkça gömülü hacim artar.
- Aynı kesitten geçen akışkanda kesit alanı ile hızın çarpımı sabittir; kesit daraldıkça hız artar, genişledikçe hız azalır.
- Düşen akışkanda yükseklik ile hız arasında ters bağıntı vardır; suyun kazandığı hızın karesi düşüş yüksekliğiyle doğru orantılıdır.
Formüller ve kurallar
- Basınç = birim alana etki eden kuvvet → p = F ÷ A (Pa = N/m²)
- Sıvı (hidrostatik) basıncı = yoğunluk × yerçekimi ivmesi × derinlik → p = ρ · g · h
- Basınç kuvveti = basınç × yüzey alanı → F = p · A
- Pascal yasası → kapalı sıvıda F₁ ÷ F₂ = A₁ ÷ A₂
- Kaldırma kuvveti = sıvı yoğunluğu × yerçekimi ivmesi × gömülü hacim → F = ρ · g · V
- Yüzen cisimde denge → m · g = ρ_sıvı · g · V → m = ρ_sıvı · V
- Süreklilik koşulu (boru) → A · v = sabit; geçen hacim = A · v · t
- Akış hızı → v = V ÷ (A · t); akış debisi → Q = A · v
- Enerji korunumu (serbest düşüş) → v² = 2 · g · h
- Birimler: 1 cm² = 0,0001 m² · 1 m³ = 1000 litre · g = 10 m/s² · ρ_su = 1000 kg/m³
Sık yapılan hatalar
- Basınç ile basınç kuvvetini karıştırmak: Basınç birim alana düşen kuvvet olduğu için birimi paskaldır. Kuvvet ise basınç ile yüzey alanının çarpımıdır ve birimi newtondur. İkisi aynı büyüklük değildir.
- Suyun üst yüzeyindeki basıncı sıfır saymak: Suyun açık yüzeyinde atmosfer basıncı vardır. Bu yüzden bir noktadaki toplam basınç, atmosfer basıncı ile o noktanın üzerindeki sıvı sütununun basıncının toplamıdır.
- Kaldırma kuvvetini ağırlığa eşitlemek: Kaldırma kuvveti cismin ağırlığına yalnızca yüzme durumunda eşittir. Denge sağlanmayan cisim yükselir ya da dibe çöker.
- Suyun altındaki cisimde gömülü hacmi tam almak: Bir kutu gibi düzgün bir cisim bazen tamamen gömülü olmayabilir. Yüzen cisimlerde hesaba katılacak hacim, sualtında kalan kısımdır.
- Kesit alanı ile hızı toplamak: Süreklilik koşulunda kesit alanı ve hız bölünür ya da çarpılır, asla toplanmaz. Doğru işlem geçen hacmin kesit alanı ve süre çarpımına bölünmesidir.
- Santimetrekareyi metrekare sanmak: Kesit alanı verilirken birimine dikkat etmek gerekir. Bir santimetrekare yüzbinde bir metrekaredir; bu çevrim yapılmadan sonuç yüz bin kat küçük çıkar.
- Düşüşte hızın sabit kaldığını varsaymak: Serbest düşüşte hız artar ve hızın karesi yükseklikle doğru orantılıdır. Hızın sabit olduğu varsayımı sonucu olduğundan büyük gösterir.
Hızlı tekrar ipuçları
- Önce sorunun istediği büyüklüğü ve birimini yaz; sonra uygun bağıntıyı seç.
- Derinlik sorularında ölçüm noktasının üstündeki sıvı sütununu düşün, kabın tamamını değil.
- Kesit alanı verilmişse birimine bak; santimetrekare ile metrekareyi karıştırmak sonucu yüz bin kat değiştirir.
- Yüzen cisimlerde ağırlık ile kaldırma kuvvetini eşitleyip gömülü hacmi bulmak, ters yoldan gidip sonra kontrol etmekten daha güvenlidir.
- Hız sorularında önce kesit alanını metrekareye çevir, sonra geçen hacmi kesit alanı ve süreye böl.
- Serbest düşüşte hızın kendisi değil karesi yükseklikle orantılıdır; karekök almayı unutma.
Kendini dene
Bu sayfayı okuduktan sonra Akışkanlar konusunun çözümlü sorularını çöz.