Sıvılarda basınç, günlük hayatta birçok alanda karşımıza çıkar. Sıvıların bulundukları ortamda uyguladıkları basınç, birçok mekanizma ve cihazda işlevsellik sağlar. Bu durum, doğrudan sıvının derinliği, yoğunluğu ve yer çekimi ile ilgilidir.
Günlük yaşamda sıkça karşılaştığımız kriko, yük asansörleri, kepçe gibi iş makineleri, büyük ağırlıklı yükleri dengelemek veya taşımak için kullanılır.
Bu ve bunun gibi aletlerin çalışma prensibi, sıvıların yüksek basınç altında sıkışma miktarının yok denecek kadar az olmasıyla ilgilidir. Sıvılar bu özellikleri sayesinde üzerine uygulanan basıncı aynen iletir. Böylece küçük kuvvetlerle büyük yükler dengelenebilir.
Pascal Prensibi
Bir kaptaki sıvının serbest yüzeyine uygulanan basınç, bu sıvı tarafından sıvının temas ettiği tüm noktalara aynen ve dik olarak iletilir. Bu ilke, Fransız bilim insanı Blaise Pascal tarafından ifade edildiği için Pascal ilkesi olarak bilinir.
Avcumuzdaki su dolu esnek topu sıktığımızda suya uygulanan basınç, her yere ve her yöne dik olarak iletilir. Top üzerinde bulunan deliklerin içinden sıvı, temas ettiği yüzeylere dik çıkar.
Sıvıların akışkan ve sıkıştırılamaz olma özelliği, uygulanan basıncı her yöne iletmelerini sağlar.
Sıvıların basıncı her yöne aynen iletmesi özelliğinden faydalanarak, günlük hayatta küçük kuvvetlerle büyük yüklerin dengelenmesi sağlanır. Örneğin F1 kuvvetinin S1 alanına etki ederek oluşturduğu F1 / S1 = P basıncı, kabın tüm yüzeylerine aynen iletilir.
Çok büyük ağırlıklar, çok küçük ağırlıklarla cendereler yardımıyla dengelenebilir. Aşağıdaki su cenderesinde A1 kesitine uygulanan F1 kuvvetinin yaptığı basınç, su tarafından aynen A2 yüzeyine iletilir. Sistem dengede ise arabanın ağırlığının A2 yüzeyine yaptığı basınç, suyun ilettiği basıncı dengeler. Böyle büyük araba ağırlığı (G), küçük F kuvvetiyle dengelenecektir.
Pascal prensibinden faydalanılarak su cendereleri, bileşik kaplar, hidrolik frenler, vinçler, itfaiye merdivenleri, emme basma tulumbalar yapılmıştır. Araçlarda kullanılan hidrolik fren sistemi sayesinde küçük bir kuvvetle hareket hâlindeki aracın durdurulması sağlanabilmektedir. Hidrolik sistemle çalışan iş makinelerinde uzun sürede yapılacak işler, küçük bir kuvvetle ve kısa sürede yapılacaktır. Vinçlerde kullanılan hidrolik sistemler yardımıyla yüksek yerlere daha güvenli ve daha çabuk çıkılması sağlanmıştır.
Bileşik Kaplar ve U Boruları
Pascal prensibiyle açıklanan olaylardan birisi de bileşik kaplardır.
Yandaki resimde altı kollu bir bileşik kap bulunmaktadır. Kolların herhangi biri türdeş sıvı ile doldurulduğunda her koldaki sıvı seviyesi eşit olur. Çünkü her kolun açık ucuna aynı atmosfer (açık hava) basıncı uygulanmaktadır.
Bu durumda kabın tabanındaki toplam basınçlar da eşittir. Kap tabanından aynı yükseklikteki noktalarda da yine toplam basınçlar eşittir.
Sistem dengede ise:
PK = PL = PM , PX = PY = PZ olur.
U Boruları
U borularına konulan bir sıvı, boruların her ikisinde de aynı seviyede olur. Boruların kesit alanları farklı olsa bile bu durum değişmez çünkü sıvılar aynı açık hava basıncının etkisinde olup kap tabanlarındaki sıvı basınçları eşit olması gerekir.
