Katı Basıncı Bölüm 1

Basınç, basınç konumuzu üç başlık altında inceleyeceğiz.
Katı basıncı, sıvı basıncı ve gaz basıncı.
Katı basıncından başlayacak olursak basınç günlük yaşantımızı oldukça kolaylaştırır.
Bıçak ile ekmek kesme, iğne ile dikiş dikme, futbolcuların kramponlarının altındaki dişlilerin yani giydikleri ayakkabıların dişlilerinin sivri ve az sayıda olması.
Traktör ya da diğer iş makinalarının tekerleklerin büyük ve tırtıklı olması gibi durumların nasıl kolaylaştırdığını bilimsel olarak inceleyelim.
Şekil 1'e baktığımızda bir katı cismimiz var bu katı cismin ağırlığını G ile ifade edelim.
G cismin ağırlığı diyelim.
Cismin yere temas eden yüzey alanını S ile ifade edelim.
Yere temas eden yüzey alanımız cismimizin ağırlığından dolayı zemine uyguladığı cismimizin zemine uyguladığı dik bir kuvvet var.
Zemine uyguladığı bir dik kuvvet var.
Bunu F ile ifade edelim.
Yere uygulanan şöyle kısaca yazıyorum.
Yere uygulanan dik kuvvet şeklinde yazıyorum ve basınç kavramımızı P harfi ile ifade edeceğiz.
O halde basıncı nelere bağlı hemen inceleyelim.
Yere uygulanan dik kuvvet bu zeminimiz yer zeminimiz kum olsaydı ve bu cismimiz zemine bir miktar batmış durumdaydı.
Peki ağırlığını artırırsak üzerine başka bir cisim daha koyarsak yere uygulanan kuvvet artarsa o zaman daha çok batmaz mı?
O halde yere uygulanan kuvvet ile basınç doğru orantılı.
O halde şöyle bölü çizgimi çekiyorum.
Yere uygulanan kuvvetle doğru orantılı.
Yüze alanımızdan bahsedecek olursak hemen bir örnekten bahsedelim.
Ördek ile tavuğu düşünelim, çamurda yürüyor.
Hangisi daha çok batar?
Tabii ki tavuk daha çok batar ayağa perdeli olmadığı için yüzey alanı küçük olduğu için daha fazla batar.
O halde yüzey alanı azaldığı için basınç artar diyebiliriz ya da kar zeminde yürürken kar ayakkabıları daha geniş olduğu için daha az batarız ama ince yüzeye sahip dar yüzeye sahip bir ayakkabıyla girmiş olsaydık kara daha çok batarız.
Demek ki yüzey alanı ile basınç ters orantılı.
O zaman yüzey alanını da bölü çizgimin altına yazıyorum ve basınç formülümüzü matematiksel modelimiz oluşturmuş olduk.
Yere uygulanan kuvvetimizin birimine Newton dedim.
Yüzey alanımızın tabii ki Metrekare.
Newton bölü Metrekare bize burada basınç kavramımızı vermiş oldu.
Basıncın birimini de Pascal ile ifade ediyoruz.
Devam edelim, Yere uygulanan kuvvet burada yere uygulanan kuvvet tabii ki cismin ağırlığının ta kendisi.
O halde burada F gördüğümüz yere G'yi de yazabiliriz.
O zaman G/S bana basıncı vermiş olur.
O halde F kuvvetimiz için burada bir ifadeden daha bahsedeceğiz.
Yeri uygulanan basıncı, zemine uygulanan basıncı oluşturan asıl etmen tabii ki yere uygulanan dik kuvvet.
O zaman basıncı oluşturduğuna göre bu F kuvvetimiz için artık basınç kuvveti kavramını kullanabiliriz.
Basınç kuvveti o halde cismin ağırlığı ile aynı ifade olduğuna göre katılarda basınç kuvveti cismin ağırlığıdır diyebiliriz.
O halde şekil ikiye bakacak olursak yine cismimizin burada katı bir cismimiz var görmüş olduğunuz gibi.
İki boyutlu gösterdim, ağırlığına G kadar diyorum, yüzey alanı S kadar.
Bu cismimizi ters çevirecek olursak görüntüsü şu şekilde olmaz mı?
Artık şuraya S dedim örneğin şurası da 3S yüzey alanı olsun.
O halde artık 3S yüzey alanını zemine temas haline getirdik.
Az önce yüzey alanımız S kadardı şimdi 3S kadar oldu.
O zaman birinci durumdan ikinci duruma geçerken basınç için konuşacak olursak yüzey alanı arttığı için basıncımız ne olur, azalır.
Peki yere uygulanan basınç kuvveti için konuşacak olursak yani F için konuşacak olursak şekil 2'deki durumda birden ikiye geçtiğimizde ise ağırlık yine aynı ağırlık olduğuna göre basınç kuvvetimiz değişmez Devam ediyorum 3.
şeklimize bakacak olursak bunlar sizin için ÖSYM için MEB için hap bilgilerdir.
Bunlara dikkat ediyoruz.
3.
durumumuz ise düzgün bir katı cismi olsun.
Örneğin ne diyelim dikdörtgen prizma olsun dikdörtgen prizma diyorum cismime.
Yüksekliği h kadar, taban kenarları a.b kadar olsun örneğin.
Bu cismimizin bir cismin basıncını yazarken yere uyguladığı kuvveti ağırlığı kadar demiştik.
O halde G için bir önceki derslerimizde ağırlığı m.g ile ifade etmiyor muyduk?
Yine özkütle kavramını hatırlayacak olursak, kütle, hacim ve özkütle konumuzu hatırlayacak olursak m yerine cismimizin özkütlesi, hacmi yer çekimi ivmesi dersem cismin ağırlığını tekrardan oluşturmuş oluruz.
O halde basıncımızı yazacak olursak bu cismin ağırlığına özkütlesine d kadar diyelim hacmi V kadar şu d'miz burada özkütleyi ifade ediyor.
V'miz hacmi ifade ediyor.
g yerçekimi ivmemiz.
Yerçekimi ivmesi.
O halde d'mizi cismimizin yoğunluğuna d kadar dedik.
Hacmini yazacak olursak taban alanı çarpı yükseklik çarpı yerçekimi ivmesi bölü yüzey alanı dersek ne kadar yüzey alanımız a.b kadar.
a.b'ler birbirini götürürse o halde bu cismin basıncı ne kadar oldu, h.d.g kadar oldu.
O halde buraya bir not atıyorum düzgün katılardaki düzgün katılarımız burada kim?
Dikdörtgen prizma, küp ve silindir arkadaşlar.
Düzgün katıların basıncını hesaplarken neyi kullanabilirmişiz?
h.d.g'yi kullanabiliriz.
bu bizim için kolaylık sağlar.
Aynı zamanda o halde iki tane düzgün katı cisim verseler ve yükseklikleri özkütleleri aynı maddeden olmuş olsa yani d'leri aynı olmuş olsa basınca bakmak için kime bakmak yeterli halde, yüksekliğe bakmak yeterli olacaktır.
Çünkü basınçla yükseklik doğru orantılı olmuş olur.