Akışkanların hızı ile akışkanların basıncı arasında bir ilişki var mı?
Ve bu ilişkiyi günlük yaşantımızda nerelerde kullanıyoruz hep beraber bunu inceleyelim.
Bernoulli ilkesi.
Görmüş olduğunuz gibi bir uçak kanadını yan profilden hayal edelim.
Zaten uçağın genel yapısı da üst kısımları daha çok yuvarlak, alt kısımları düzdür.
Çünkü tasarlanmış biçimi hava molekülleri uçak kanadının üst kısmında sıklaştırılmasıdır amaç.
Peki bunu niçin yaparız?
Rüzgar saatte 50 kilometre/saat hızla estiğini düşünelim.
Uçak sağ tarafa doğru pistte hızlanmaya başladığı anda hava molekülleri uçak kanadının yapısından dolayı şu kısma çarptıklarında sıkışacaklar ve hava moleküllerinin sıkıştığı yerde yani uçağın üst kısmında hızı örneğin 70 kilometre saat hıza ulaşsın.
Uçak kanadının alt kısmı düz olduğu için hava molekülleri burada hiçbir kırılma ya da sıkışmayı uğramadığı için hızında bir değişiklik söz konusu olmaz.
Peki Bernoulli ilkesi ne diyor?
Bernoulli etkisi akışkanların hızı ile basıncı arasındaki ilişkiyi kuruyor.
Akışkanların hızının arttığı yerde basınç azalır.
Akışkanlığını hızının azaldığı yerde azaldığı yerde basınç artar.
Yani burada hız ile basınç arasındaki orantımız ters orantılıdır.
O halde devam edecek olursak görmüş olduğunuz gibi uçak kanadın altındaki rüzgarın.
Hızı 50 kilometre/saat uçak kanal üstünde 70 kilometre bölü saat.
O halde uçak kanadının altındaki basıncımız yani havanın basıncı bu esnada burada üç p olduğunu varsayarsak uçak kanadın üstünde basınç ne olmalı?
O halde hız arttığına göre basınç az, çünkü ters orantılı olduğunu biliyoruz artık.
O halde uçak kanal üstündeki basınca p kadar diyelim.
Bildiğimiz diğer bir durum ise akışkanlar basıncın fazla olduğu yerden az olduğu yere hareket eder diyoruz.
O halde, buradaki akışkanımız tabii ki hava molekülleri, o halde uçak kanadın alt kısmından üst kısmına doğru hava molekülleri hareket ederek uçağın pistten havalı almasını çok çok kolaylaştırır.
Yani uçak kalkış esnasında basınç ve hız arasındaki ilişkiyi kullanacak şekilde tasarlanmıştır.
Uçak kanadının tam da tersini yarış araçlarına yerleştirdiğimiz düşünürsek eğer ki buna biz body kit ya da rüzgarlık diyoruz.
Tam tersine yarış arabasına yerleştirdiğinizde, arka kısımlarında olur o formüle-1'de falan eğer izlemiş iseniz, o halde tamda yarış arabasının arka tarafına böyle yerleştirdiğiniz bir kanat ne duruma gelmiş olur?
Hava hareketini yukardan aşağıya doğru yaparak aracı yarış aracını yere bastırır, daha fazla bastırır.
Yukarıdan bir kuvvet uygulamış olur ve bu esnada sürtünme kuvveti artar ve yarış arabası virajı çok yüksek hızlarda alabilir.
Örneğin günlük yaşantımızda fark etmişsinizdir.
Yüksek hızda yan yana geçen araçlar birbirine doğru çekilirler.
O halde yüksek hızda yüksek hızda yan yana geçen araçların birbirine çekilmesi durumu, bunu daha çok büyük araçların yanından geçerken hissedersiniz.
Çünkü iki aracın arasındaki hava molekülleri çok hızlandığı için aradaki basınç azalır.
O yüzden birbirlerine doğru çekilirler ya da yüksek hızda rüzgarın olduğu günlerde ya da hava durumu felaketleri gibi durumlarda yani hortum gibi durumlarda çatıların uçması.
Bu gibi durumların hepsi Bernoulli ilkesi ile açıklanır.
Ve bu ilişkiyi günlük yaşantımızda nerelerde kullanıyoruz hep beraber bunu inceleyelim.
Bernoulli ilkesi.
Görmüş olduğunuz gibi bir uçak kanadını yan profilden hayal edelim.
Zaten uçağın genel yapısı da üst kısımları daha çok yuvarlak, alt kısımları düzdür.
Çünkü tasarlanmış biçimi hava molekülleri uçak kanadının üst kısmında sıklaştırılmasıdır amaç.
Peki bunu niçin yaparız?
Rüzgar saatte 50 kilometre/saat hızla estiğini düşünelim.
Uçak sağ tarafa doğru pistte hızlanmaya başladığı anda hava molekülleri uçak kanadının yapısından dolayı şu kısma çarptıklarında sıkışacaklar ve hava moleküllerinin sıkıştığı yerde yani uçağın üst kısmında hızı örneğin 70 kilometre saat hıza ulaşsın.
Uçak kanadının alt kısmı düz olduğu için hava molekülleri burada hiçbir kırılma ya da sıkışmayı uğramadığı için hızında bir değişiklik söz konusu olmaz.
Peki Bernoulli ilkesi ne diyor?
Bernoulli etkisi akışkanların hızı ile basıncı arasındaki ilişkiyi kuruyor.
Akışkanların hızının arttığı yerde basınç azalır.
Akışkanlığını hızının azaldığı yerde azaldığı yerde basınç artar.
Yani burada hız ile basınç arasındaki orantımız ters orantılıdır.
O halde devam edecek olursak görmüş olduğunuz gibi uçak kanadın altındaki rüzgarın.
Hızı 50 kilometre/saat uçak kanal üstünde 70 kilometre bölü saat.
O halde uçak kanadının altındaki basıncımız yani havanın basıncı bu esnada burada üç p olduğunu varsayarsak uçak kanadın üstünde basınç ne olmalı?
O halde hız arttığına göre basınç az, çünkü ters orantılı olduğunu biliyoruz artık.
O halde uçak kanal üstündeki basınca p kadar diyelim.
Bildiğimiz diğer bir durum ise akışkanlar basıncın fazla olduğu yerden az olduğu yere hareket eder diyoruz.
O halde, buradaki akışkanımız tabii ki hava molekülleri, o halde uçak kanadın alt kısmından üst kısmına doğru hava molekülleri hareket ederek uçağın pistten havalı almasını çok çok kolaylaştırır.
Yani uçak kalkış esnasında basınç ve hız arasındaki ilişkiyi kullanacak şekilde tasarlanmıştır.
Uçak kanadının tam da tersini yarış araçlarına yerleştirdiğimiz düşünürsek eğer ki buna biz body kit ya da rüzgarlık diyoruz.
Tam tersine yarış arabasına yerleştirdiğinizde, arka kısımlarında olur o formüle-1'de falan eğer izlemiş iseniz, o halde tamda yarış arabasının arka tarafına böyle yerleştirdiğiniz bir kanat ne duruma gelmiş olur?
Hava hareketini yukardan aşağıya doğru yaparak aracı yarış aracını yere bastırır, daha fazla bastırır.
Yukarıdan bir kuvvet uygulamış olur ve bu esnada sürtünme kuvveti artar ve yarış arabası virajı çok yüksek hızlarda alabilir.
Örneğin günlük yaşantımızda fark etmişsinizdir.
Yüksek hızda yan yana geçen araçlar birbirine doğru çekilirler.
O halde yüksek hızda yüksek hızda yan yana geçen araçların birbirine çekilmesi durumu, bunu daha çok büyük araçların yanından geçerken hissedersiniz.
Çünkü iki aracın arasındaki hava molekülleri çok hızlandığı için aradaki basınç azalır.
O yüzden birbirlerine doğru çekilirler ya da yüksek hızda rüzgarın olduğu günlerde ya da hava durumu felaketleri gibi durumlarda yani hortum gibi durumlarda çatıların uçması.
Bu gibi durumların hepsi Bernoulli ilkesi ile açıklanır.
