Basınç Nedir?

Basınç, bir yüzeye uygulanan kuvvetin, o yüzeyin birim alanına düşen miktarıdır. Bir cismin bir yüzeye uyguladığı kuvvet ne kadar büyük ve yüzey alanı ne kadar küçükse, o yüzeye uygulanan basınç o kadar büyük olur.

Basınç formülü şu şekilde ifade edilir:

$$P = \frac{F}{A}$$

• P: Basınç (Pascal, Pa)
• F: Kuvvet (Newton, N)
• A: Yüzey Alanı (metrekare, m²)

Basıncın Birimi
Basınç birimi Pascal (Pa) olarak adlandırılır. 1 Pascal, 1 metrekarelik bir yüzeye 1 Newton kuvvet uygulandığında oluşan basınçtır.

Basınca Etki Eden Faktörler

1. Kuvvetin Büyüklüğü: Kuvvet arttıkça basınç da artar. Bir yüzeye daha fazla kuvvet uygulanırsa, o yüzeye uygulanan basınç da artar.
2. Yüzey Alanı: Yüzey alanı küçüldükçe basınç artar. Yüzey alanı büyüdükçe ise basınç azalır.

Durgun Sıvılarda Basınç

Durgun sıvılarda basınç, sıvının derinliğine ve sıvının yoğunluğuna bağlıdır. Sıvılar, içinde bulundukları kabın her noktasına basınç uygular. Bu basınç sıvının derinliği arttıkça artar.

Sıvı basıncı formülü şu şekildedir:

$$P = h \cdot d \cdot g$$

• h: Sıvının derinliği (m)
• d: Sıvının yoğunluğu (kg/m³)
• g: Yerçekimi ivmesi (9.81 m/s²)

Gaz Basıncı
Gazlar, bulundukları kabın her noktasına ve temas ettikleri yüzeylere basınç uygular. Gaz basıncı, gazın hacmine, sıcaklığına ve taneciklerin çarpışma sıklığına bağlıdır.

Basıncın Günlük Hayatta Kullanımı

• Otomobillerdeki lastik basıncı: Araçların lastiklerine uygulanan basınç, lastiklerin yolla temasını düzenler.
• Berber koltuğu: Az kuvvetle büyük yüklerin kaldırılmasını sağlayan hidrolik sistemler basınç prensibiyle çalışır.
• Barajlar: Barajların alt kısımlarında daha fazla basınç olduğundan, baraj duvarları aşağıda daha kalın yapılır.

Katılarda Basınç

Katı cisimler üzerine uygulanan kuvveti aynen iletir. Katılarda basınç, kuvvetin uygulandığı yüzey alanı ile ters orantılıdır.

Örneğin, sivri uçlu çiviler küçük yüzey alanına sahiptir, bu nedenle üzerine uygulanan kuvvet daha büyük bir basınca dönüşür ve çivi tahtaya kolayca çakılır.

Katılarda basınç formülü:

$$P = \frac{F}{A}$$

Katılarda Basınç Kuvveti

Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç, yüzeyin tamamına etki eden dik kuvvete ise basınç kuvveti denir. Ağırlığı G olan bir cismin yatay düzleme uyguladığı basınç kuvveti şu formülle hesaplanır:

$$P = \frac{F}{A} \quad \Rightarrow \quad F = P \cdot A$$

• P: Basınç (Pascal, Pa)
• F: Kuvvet (Newton, N)
• A: Yüzey alanı (metrekare, m²)

Özellikleri:

• Yatay düzlemde bulunan katı cisimlerin basınç kuvveti, cismin ağırlığına eşittir.
• Cisimlerin duruş şekli ya da biçimi, basınç kuvvetini değiştirmez.

Bu bilgiler doğrultusunda, katılarda basınç ve basınç kuvveti kavramları, yüzey alanı ve kuvvetin büyüklüğüne göre değerlendirilir.

Günlük Yaşamda Basıncın Azaltılması

1. Tank: Büyük kütleli tank ve ağır iş makineleri, geniş ve çoklu tekerlekler kullanarak zemine uyguladıkları basıncı azaltır. Böylece yumuşak zeminlerde batmaları önlenir.
2. Tır: Tır ve kamyonların tekerlek sayısı arttıkça, zemine uyguladıkları basınç azalır. Bu sayede ağır yükler taşınırken yol bozulmalarının ve tekerleklerin batmasının önüne geçilir.
3. Traktör: Traktörlerin geniş ve çok sayıda tekerleği olması, tarım alanlarında toprak yüzeyine daha az basınç uygulayarak toprağın ezilmesini önler.
4. Trenler: Tren rayları üzerine yerleştirilen geniş tekerlekler, ağırlığı geniş bir yüzeye yayarak basıncı azaltır. Bu da rayların zarar görmesini engeller.
5. Kayak Takımı: Kayaklar geniş yüzeye sahip oldukları için kar üzerine uygulanan basıncı azaltır, böylece kayakçılar kara batmaz ve rahatça kayabilir.
6. Kar Ayakkabısı: Kar ayakkabıları, geniş yüzeyleri sayesinde karda yürüyen kişilerin kara batmasını engeller. Yüzey alanı arttıkça basınç azalır.
7. Ördek ve Kaz: Ördekler ve kazlar geniş perdeli ayakları sayesinde su yüzeyinde veya çamurda rahatça yürüyebilir. Geniş ayaklar basıncı azaltır.
8. Fil, Gergedan ve Deve: Fil, deve gibi büyük hayvanlar geniş ayak yapıları sayesinde yumuşak zemine batmadan yürüyebilirler. Geniş ayaklar ağırlığın yayılmasını sağlar ve zemine uygulanan basıncı azaltır.

Günlük Yaşamda Basıncın Arttırılması

1. Bıçak ve Balta: Bıçak ve balta gibi kesici aletlerin sivri uçları, yüzey alanı küçük olduğu için uygulanan kuvvet daha yüksek basınca dönüşür. Böylece cisimler kolayca kesilir.
2. Çivi ve Raptiye: Çivilerin sivri uçları küçük bir yüzeye kuvvet uyguladığı için büyük bir basınç oluşturur. Bu sayede çiviler kolayca zemine girer.
3. Ceviz Kırma: Ceviz kıracaklarının uçları dar olduğundan az kuvvetle yüksek basınç uygulanarak ceviz kabuğu kırılır.
4. Kar Lastiği: Kar lastikleri dişli yapısı sayesinde yüzeyle temas alanını küçültür, böylece yüksek basınç uygulanarak daha iyi tutunma sağlanır.
5. Sivri Topuklu Ayakkabı: Sivri topuklu ayakkabıların tabanının küçük olması, yere uygulanan basıncı artırır ve topuğun zemine batmasına neden olur.
6. Krampon: Kramponların dişli yapısı, yüzeyle temas eden alanı küçülterek futbolcuların zemin üzerinde daha yüksek basınçla tutunmasını sağlar.
7. Paten Ayakkabısı: Paten ayakkabıları ince tekerlek yapısıyla yüzeye daha fazla basınç uygulayarak daha iyi kayma ve hızlanma sağlar.
8. Matkaplar: Matkapların ucu çok küçük bir yüzey alanına sahiptir. Bu sayede uygulanan kuvvet büyük bir basınca dönüşür ve delme işlemi kolaylaşır.