Akışkanlar 9. Sınıf Fizik
Akışkanlar, katı olmayan maddeler olup, sıvılar ve gazlar olarak iki ana gruba ayrılır. Akışkanların özellikleri, hareketleri ve üzerlerine uygulanan kuvvetler, günlük yaşamda birçok önemli role sahiptir. Akışkanların hareketi ve üzerlerinde oluşan basınç gibi konular, fizik biliminde geniş bir inceleme alanıdır. Bu makalede basınç, sıvılarda ve gazlardaki basınç kavramları, kaldırma kuvveti ve Bernoulli ilkesi gibi temel konular ele alınacaktır.
9. Sınıf Akışkanlar Konu Anlatımları
Sıvılarda Basınç
– Sıvılarda Basıncın Kullanıldığı Günlük Hayat Örnekleri
Kaldırma Kuvveti
– Kaldırma Kuvveti İle Sıvılardaki Basıncı Oluşturan Kuvvet Arasındaki İlişki
Böceklerin su yüzeyinde nasıl kalabildiği, su yüzeyine yavaşça bırakılan ataşın neden batmadığı, masa üzerinde duran su damlasının neden yüzeye yayılmadığı sorularına yanıt arayacağız.
Adezyon (Yapışma): Farklı madde molekülleri arasındaki çekim kuvvetidir. Bardaktaki su döküldüğünde içinde su damlacıkları kalır. İç yüzeyinde su molekülleri ile cam arasında adezyon kuvveti vardır. Benzer biçimde ıslak çay bardağı ile altlığının yapışmasının nedeni de su ile cam molekülleri arasındaki adezyon kuvvetidir.
Kohezyon (Tutma): Aynı madde molekülleri arasındaki çekim kuvvetidir. Masa üzerinde duran su moleküllerinin yayılmamasının sebebi bu kuvvettir.
Uyarı: Sıvılar, bir kaba konulduğunda sıvı yüzeyleri sıvı cinsine bağlı olarak farklı şekillerde dengelenebilir.
Yüzey Gerilimi: Şekildeki L molekülüne, etrafındaki moleküllerin uyguladığı kohezyon kuvvetlerinin bileşkesi sıfırdır. Sıvı yüzeyindeki K molekülüne etki eden kohezyon kuvvetlerinin ise bileşkesi sıfır değildir. Bu net kuvvet, sıvı yüzeyinde bir zar varmış gibi yüzeyi gerer. Su örümceklerinin su yüzeyinde yürüyebilmeleri bu yüzden olur. Su yüzeyine yavaşça bırakılan ataşın batmamasının sebebi yine yüzey gerilimidir.
Yüzey gerilimi, sıvının cinsine, sıcaklığına ve içindeki yabancı maddenin cinsine bağlı olarak değişir. Bulaşık yıkanırken suyun sıcak olması yüzey gerilimini azaltır, deterjan katılması da aynı etkiyi yapar ve suyun kirlere nüfuz etmesini kolaylaştırır.
Kılcallık: İçinde sıvı bulunan kaba kılcal boru koyduğumuzda adezyon ve kohezyon kuvvetlerine bağlı olarak borudaki sıvı yüksekliği kaptaki sıvı yüksekliğinden farklı olur. Boru inceldikçe bu fark daha büyük olur. Ağaçların köklerindeki suyun yapraklara taşınması bu sayede gerçekleşir.
9. Sınıf Akışkanlar Konu Anlatımı Kısa Özeti, Çözümlü Sorular
Basınç
Basınç, bir yüzeye uygulanan kuvvetin o yüzeyin alanına bölünmesi ile elde edilen büyüklüktür. Fiziksel olarak şu şekilde ifade edilir:
- Basınç (P) = Kuvvet (F) / Alan (A)
Birim yüzeye uygulanan kuvvet arttıkça basınç artar, yüzey alanı arttıkça basınç azalır. Basınç, günlük hayatta birçok durumda karşımıza çıkar, örneğin araç lastiklerinin şişirilmesi veya atmosferdeki hava basıncı.
Sıvılarda Basınç
Sıvılarda basınç, derinlik arttıkça artar ve sıvının yoğunluğuna bağlı olarak değişir. Sıvılardaki basınç, şu formülle hesaplanabilir:
- P = h ρ g
Burada:
- h: Sıvının derinliği,
- ρ: Sıvının yoğunluğu,
- g: Yer çekimi ivmesi.
Sıvıların içinde derinlik arttıkça basınç da artar. Bu nedenle, denizin altına indikçe suyun üzerimizdeki basıncı artar.
Sıvılarda Basıncın Kullanıldığı Günlük Hayat Örnekleri:
- Barometreler: Hava basıncını ölçmek için kullanılan aletlerdir.
- Hidrolik Sistemler: Arabaların fren sistemlerinde veya vinçlerde kullanılan hidrolik sistemler sıvı basıncının bir gücü iletmek için kullanıldığı önemli bir örnektir.
Açık Hava Basıncı
Açık hava basıncı, atmosferdeki havanın ağırlığı nedeniyle yeryüzüne uyguladığı kuvvet olarak tanımlanır. Bu basınç, deniz seviyesinde daha fazlayken, yükseldikçe azalır. Açık hava basıncı şu değerlerle ifade edilir:
- 1 atm = 101,325 Pa (Pascal cinsinden).
Bu basınç, insan vücudu ve doğadaki birçok sistem üzerinde etkili olan bir kuvvettir.
Kaldırma Kuvveti
Kaldırma kuvveti, bir sıvı veya gaz içinde bulunan bir cisme uygulanan yukarı yönlü kuvvettir. Bir cisim sıvı veya gaz içinde olduğunda, bu kaldırma kuvveti cismin ağırlığını dengeleyebilir. Bu kuvvet, Arşimet Prensibi ile açıklanır:
- Bir sıvı veya gaz içinde batan bir cisim, yer değiştirdiği sıvının ağırlığı kadar bir kaldırma kuvvetine maruz kalır.
Kaldırma Kuvveti ile Sıvılardaki Basıncı Oluşturan Kuvvet Arasındaki İlişki:
Sıvıların içinde bulunan cisimler üzerinde aşağı yönlü bir ağırlık kuvveti ve yukarı yönlü bir kaldırma kuvveti etkili olur. Sıvının altındaki basınç, üstündeki basınca göre daha fazla olduğu için, bu basınç farkı kaldırma kuvvetini oluşturur.
Bernoulli İlkesi
Bernoulli ilkesi, hareket halindeki bir akışkanın hızının arttığı yerlerde basıncının azaldığını belirtir. Bu ilke, akışkanların basınç ve hız arasındaki ilişkiyi anlamamıza yardımcı olur. Bernoulli ilkesi, uçak kanatlarının kaldırma kuvveti oluşturmasında, borulardan akan sıvıların hızını ve basıncını hesaplamada kullanılır.