Akışkanlar nedir?

Bu konuda neler öğreneceksin?

• 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.

Anahtar fikirler

• 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.

Konunun özeti

Akışkanlar, şeklini değiştirebilen maddelerdir ve bu özellikleri basıncın her yöne eşit iletilmesini sağlar. Sıvı basıncı derinlikle, kaldırma kuvveti ise yer değiştiren hacimle doğru orantılıdır; yüzen cisimde kaldırma kuvveti ağırlığa eşitlenir. Akışta kesit alanı ile hızın çarpımı sabittir, kesit daraldıkça hız artar. Düşen bir akışkanda ise yükseklik azalırken hız artar. Bir çözümde önce istenen büyüklüğün birimini yazmak, sonra bağıntıyı kurmak, en sonunda da birim denetimi yapmak en güvenli yoldur.

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.

İlgili konular

• Enerji Dönüşümleri
• Maddelerin Yapısı ve Özkütle
• Basınç
• Isı ve Sıcaklık
• Genleşme
• Hal Değişimleri