Sıvıların belirli bir şekilleri yoktur ve içinde bulundukları kabın şeklini alırlar. Ayrıca sıvılarda tanecikler katıların aksine öteleme hareketi yapıp yer değiştirebilirler. Bu nedenle sıvı basıncı katı basıncından farklıdır. Durgun sıvılar içinde bulundukları kabın hem tabanına hem de yan yüzeylerine basınç uygular. Sıvı dolu bir kabın aynı derinlikteki tüm noktalarındaki basınç eşit büyüklüktedir. Sıvıların basıncının nedeni ağırlıklarıdır. Sıvı basıncının formülü (matematiksel modeli) şöyledir:
P = hdg
h sıvı yüzeyinin sıvının bulunduğu kabın tabanından yüksekliğini,
d sıvının özkütlesini (yoğunluğunu)
g yer çekimi ivmesini gösterir.
Yukarıdaki resimde gösterilen bir sıvı sütununun tabanındaki basınç şöyle bulunur:
P=\frac{F}{A}Uygulanan kuvvet sıvının ağırlığıdır.
F = G = mg
Sıvının kütlesini özkütlesi ve hacminin çarpımı olarak yazabiliriz.
m = d x V
Sıvının hacmini de, bu bir dikdörtgenler prizması olduğu için, taban alanı ile yüksekliği çarparak buluruz.
V = A x h
Kütleyi tekrar yazalım:
m = d x A x h
Ağırlığı tekrar yazalım:
G = mg = d x A x h x g
Şimdi basıncı tekrar yazalım:
P = \frac{d \times A \times h \times g}{A}P = hdg
Bu formülün özelliği içinde olmayan değişkenlerdir. Sıvı basıncı:
- sıvının kütlesine
- sıvının hacmine
- kabın şekline
- sıvının yüzey alanına bağlı değildir.
Yukarıdaki resimde aynı yükseklikte üç farklı şekildeki kabın içinde bir sıvı görülüyor. Bu sıvının kapların tabanına uyguladığı basınçlar birbirine eşittir. Çünkü sıvı basıncı sadece sıvının yüksekliğine, sıvının özkütlesine ve yer çekimi ivmesine bağlıdır.
Sıvı basıncını görmek çok kolay olduğu için basınç ölçümlerinde sıklıkla, mmHg yani cıva sütununun kaç mm yükseldiği ifade edilir. Manometreler sıvı sütunlarının yüksekliğini ölçme prensibine göre çalışır.
Aşağıdaki resim Basınç Altında PHET Simülasyonunda su basıncının havuzun derinliğine göre nasıl değiştiğini gösteriyor. Derine indikçe sıvının basıncı artıyor.
Sıvı basınç kuvveti nelere bağlıdır?
Sıvılarda aynı derinlikte basınç aynıdır. Sıvının uyguladığı basınç kuvveti her zaman kuvvetin uygulandığı yüzeye diktir. Basıncın yönü yoktur, çünkü skalerdir, ama basınç kuvvetinin yönü vardır, her zaman yüzeye diktir.
F = P x A ilişkisiyle hesaplanır.
P = hdg
F = hdgA
Ayrıca sıvılarda basınç her yöne uygulandığı için kabın kenarlarında da yüzeye dik sıvı basınç kuvveti oluşur.
Yukarıdaki resimde bir şişe suyun farklı derinliklerinde açılmış deliklerden suyun fışkırması görünüyor. Suyun fışkırmasının nedeni şişenin çeperlerine uyguladığı basınçtan kaynaklanan sıvı basınç kuvvetidir. Su yüzeyinin kabın tabanından yüksekliği ya da derinliği arttıkça basınç artar. Bu nedenle en alttaki delikten fışkıran su en tazyikli olandır. Şişedeki suyun yüksekliği azaldıkça deliklerden akan suyun tazyiğinin düştüğüne dikkat edin. Bu basınç azalıyor demektir.
Eğer herhangi bir delikle aynı yükseklikte bir başka delik açsaydık, su aynı tazyikle fışkırırdı. Çünkü aynı derinlikte sıvı basıncı aynıdır. Son olarak aynı deneyi Ay’da yapsaydık yer çekimi ivmesi Dünya’ya göre daha düşük olacağı için su deliklerden daha az tazyikle fışkırırdı.
Sıvı basıncı günlük hayat örnekleri
Sifonlar sıvı basıncı etkisiyle çalışır. Sifon tuvaletten daha yukarı yerleştirilir. Sifonun içindeki suyun basıncı sifon çekildiği zaman suyun aşağı akmasını sağlar. Su depolarının da tepelere ve yüksek kulelerin üstüne inşa edilmesinin de nedeni suyun basıncını kullanarak şehre suyu ulaştırmaktır.
Normal dalgıç kıyafetiyle ancak belli bir derinliğe inilebilir. Belirli bir derinlikten sonra sert basınç tulumu yoksa, dalgıç normal kıyafeti içinde ezilir. Denizaltılar ancak belli bir derinliğe kadar dalabilir.
Okyanuslarda çok derinde yaşayan bazı hayvanlar deniz yüzeyine çıkarılınca patlar. Çünkü vücutları okyanusun derinindeki basınca uyum sağlamıştır ama basıncın daha az olduğu deniz yüzeyine çıkınca vücutlarının iç basıncı çok fazla gelir.
Baraj duvarlarının alt kısımları üst kısımlarından çok daha kalın yapılır. Çünkü alt kısımlardaki sıvı basıncı yüksektir ve duvarlara uyguladığı basınç kuvveti de çoktur.
Sıvı basıncı örnek soru ve çözümleri
Serbest dalış rekoru ve sıvı basıncı
Mateusz Malina 2016 yılında 300 m derinliğe dalarak Dünya serbest dalış rekorunu kırmıştır. Bu dalışın en derin noktasında Maina’nın üzerindeki sıvı basıncı kaç Pa’dır? (ddeniz suyu = 1030 kg/m3, g=9,81 m/s2.)
Çözüm:
Sıvı basıncının formülünü yazıp sayıları yerine koyacağız.
P = hdg
P = 300 m x 1030 kg/m3 x 9,81 m/s2
P = 3031290 Pa
P = 3031 kPa
Atmosfer basıncının 101 kPa olduğunu düşünürseniz, yaklaşık 30 katı.
Birbirine karışmayan sıvıların basıncı
Yukarıdaki resimdeki bardağın içine su ve zeytin yağı dolduruldulmuştur. Suyun yüksekliği 2h, zeytin yağının yüksekliği h olduğuna ve K noktasındaki basınç miktarı P olduğuna göre, L noktasındaki basınç kaç P’dir? (dsu = 1 g/cm3, dzeytin yağı = 0,9 g/cm3)
Çözüm:
K noktası bardağın yan yüzeyinde olsa da sıvı basıncı her yöne etki ettiği için o noktada da basınç oluşur. K noktasının derinliğinin h olduğunu biliyoruz.
PK = hdzeytin yağıg
PK = 0,9hg
L noktasının üstünde hem suyun hem de zeytin yağının basıncı var. Bu ikisini ayrı ayrı bulup toplamamız gerekiyor. Zeytin yağının derinliğinin, suyun derinliğinin 2h olduğuna dikkat etmeliyiz.
PL = hdzeytin yağıg + 2hdsug
PL = 0,9hg + 2hg = 2,9 hg
Bize oran sormuştu, PL / PK oranını bulmalıyız.
PL / PK = 2,9 hg / 0,9 hg = 3,22
PL = 3,22 P
Sıvı Basıncı ile ilgili Simülasyonlar
Sıvı Basıncı ile ilgili Fizik Kazanımları
10.2.1.1. Basınç ve basınç kuvveti kavramlarının katı, durgun sıvı ve gazlarda bağlı olduğu değişkenleri açıklar.
- Öğrencilerin, günlük hayattan basıncın hayatımıza etkilerine örnekler vermeleri sağlanır.
- Katı ve durgun sıvı basıncı ve basınç kuvveti ile ilgili matematiksel hesaplamalar yapılmaz.
- Kaynaklar
Dalış rekoru haberi - Deniz suyunun özkütlesi
Com güzel anlatım sağolun.
Aynen süğer ?
VAY BE ÇOK GÜZEL
Çok güzel aynen ? com olmuş güldüm hakkını helal et ?
Müğemmel bir anlatım.
Teşekürler çok güzel olmuş
bir şişedeki su tabanı 1 üsteeki tarafı 4 dielim ters çevirdiğimizde basınç deişirmi
evet knk değişir çünkü su yüksekliği değişiyor
Gerçekte başarılı ve güzel bir anlatım var. Sizi yormuyor ve beyninize işliyor. Başarılarınızın devamını dilerim. Kendi adıma teşekkür ederim.
Teşekkür ederim . Konuyu tam anlamıyla kavradım.
anlatmaya gerek yok görüyorsunuz 😀
peki 10 metre çapında 15 metre yüksekliğinde bir silindire yağ koysak yer yüzmeye ve tan yüzeye badinclsr nasıl olur böyle bir silindiri betondan yapsak nasıl bir beton ve demir hesabı gerekir
Çok güzel aynen ? “com güzel” okuyunca güldüm hakkını helal et kardeşim Emirhan. ?
Çok güzel cidden çok iyi anladım çok iyi bir anlatım var çok beğendim
Merhaba, öncelikle emeğinize sağlık çok yardımcı oluyor paylaşımlarınız. Yalnız bir şey farkettim burda, yukarda formül açıklarken ‘h: sıvının yerden yüksekliğini’ diye tanımlamışsınız ancak yerden yüksekliği olmuyor; keza zeytin yağı su karışımlı soruda zeytin yağının yerden yüksekliği 3h. Yani yerden değil aslında sadece sıvının yüksekliğini alıyoruz diyebilir miyiz?
cok iyi bir site cok tesekurler ben õğrencilere cok yardimci oluyor cok tesekurler
Sıvının yüzeye olan yüksekliği demek daha doğru olur.
Evet sıvı yüzeyinin kabın tabanına olan yüksekliği olacak.
Birbirine karışabilen sıvılarda basıncı nasıl bulabiliyoruz??
Ayrıca sıvılarda toplam kütle ve toplam hacim nasıl bulunur??
aga konu anlatımlar efso x2
videolu anlatımlar süper olmuş
Baya iyi olmuş…
Sıvının yerden yüksekliği değil sıvının yüzeye olan mesafesi baz alınır. Yanlış yazmışsınız.
İyi yakalamışsınız, düzeltildi.
Müğemmel bir anlatım saolun hocam sağholun.
2,9 u 0,9 a bölüp ,ki soruda bunu istememiş ama istiyor yazmışsınız, nasıl 3,22 buldunuz?!!?
Soruda PK = P ise PL kaç P’dir diye sorulmuş. Bu nedenle PL/PL oranını bulmamız gerekiyor. Soru oranı istiyor yani.
Vallahi ne yalan söyleyeyim, şarkı dinlemekten ders çalışamadım 😀
Güzel olduğunu bir göz gezdirmeyle anladım gibi sanki…
Hocam, sıvı basıncı formulünü hesaplarken her kaynak önce düzgün bir kap çizer. Sonra G/S deyip hdg’yi hesaplayıverir. Sonra da sıvı basıncı kabın şekline bağlı değildir, diye söylenir.
Düzgün bir kaptan formül hesaplayıp bununla başka bir özelliği kanıtlamak doğru mu?
İçindeki sıvı derinliği, yoğunluğu ve yüzey alanı aynı olan iki kap düşünelim. Kaplardan biri düzgün, diğeri yukarı doğru daralan bir kap olsun. Tabanlara uygulanan basıncı hesaplayacak olursak G/S hesabından düzgün kaptaki sıvının hacmi daha fazla olduğundan basıncı diğer kabın basınından daha fazla çıkmaz mı? Bunun sebebi ne veya neden kimse şunları düzgün açıklayamıyor?
Beni bir aydınlatırsanız müteşekkir olurum:(
Düzgün olmayan kapta kabın çeperlerine basınç uygulanabilir, ama sıvının tabana uyguladığı basınç sıvının tabandan yüksekliğine bağlıdır.
Gerçekten güzel bir anlatım ispatlarıyla
?
Gerçekten çok güzel bir anlatım olmuş emeğinize sağlık 🙂
Yalnız aklıma takılan nedenini merak ettiğim bir şey var , Ay’daki basınç Dünya’dakinden fazlaysa bizim de Ay’a çıktığımızda iç basıncımız Ay’a göre daha fazla olacağından verdiğiniz örnekteki suyun derinliklerinde yaşayan canlılarda olduğu gibi daha az basınçlı bir yere çıkacağımızdan tabiri caizse bizim de patlamamız gerekmez miydi?
Ay’daki basınç dünyadakinden çok çok az, neredeyse hiç atmosfer olmadığı için Ay’da basınç da yok.
Hmm yani olmayan bir şey için herhangi bir kuvvette uygulanmaz mı demek istediniz?
ya neyle doğru orantılıdır sıvı basıncı acil cevap
Yüksekliğiyle özkütlesiyle yerçekimi ivmesiyle
Gerçekten güzel bir anlatım olmuş. Yalnız benim kafamı karıştıran bir nokta var. Sıvı basıcı kütleye bağlı değilse ağırlığa nasıl bağlı oluyor? Düzgün olmayan şekillerde de mi geçerli bu?
Sitenizi gerçekten çok beğenerek takip ediyorum ancak burda bir hata var sanırım. Sıvıların deliklerden fışkırması enerji korunumuyla açıklanabilir. mgh=1/2mV^2den hız gh’nin kareköküne bağlı olur. Yani basınca bağlı değil sadece derinliğe bağlı olur. Dolayısıyla cisimlerin yoğunlukları hızı etkilemez. Eğer hatalı düşünüyorsam lütfen aydınlatın.
Dikkatiniz harika. Ama sizin yorumunuz da doğru değilmiş, çünkü durgun sıvı basıncından değil ivmelenen sıvı akışından bahsettiğimiz için denklemler de değişiyormuş. Bu konu 10. sınıf için ileri düzey olduğu için, sadece tazyikten bahsetmekle yetindim.
Tam anlayamadım yani ivmelenen sıvı akışının denklemine göre yoğunluk tazyikte etkili mi?
Hayır, yoğunluk sizin dediğiniz gibi etkili değil. Ama enerjiden çözerken sizin formüller sadece durgun sıvı için geçerli.
Anladım, teşekkürler
sıvı basıncı için 10 tane soru bulmam lazım ve hiç bulamadım yardımcı olabilcek varmı
Bilgilendirmeler,çok güzel.Benim de bir sorum olacak.Cevaplanırsa mutlu olurum.
Üst çapı R1=60mm..Alt Çapı R2=10mm.olan bir Boru var.İçi 86,78 gr.su alıyor.Yukarıdan her saniye 86,78 cm3/gr. su geliyor.Ve su alt kısımdan akıp gidiyor.Bu durumda ,suyun alttan devamlı akabilmesi için,gelen suyun basıncı ne olmalıdır…Bunu veren en basit Formül nedir? Teşekkürler.