Page 11 - Fen Lisesi Fizik 10 | 2.Ünite

2. ÜNİTE BASINÇ VE KALDIRMA KUVVETİ

olarak değişir. Bunun için yan yüzeye etki eden sıvı basınç kuvve- BİLGİ
ti için ortalama değerden söz etmek daha doğru olur. Ortalama
sıvı basınç kuvveti aşağıdaki gibi iki farklı yoldan hesaplanır. Sıvılarda basınç sıvının yük-
P = h .d.g veya P = (P + P )/2 sekliğine, sıvının özkütlesine ve
üst
ort
yer çekimine bağlı olup kabın şek-
alt
ort
ort
Görsel 2.20 ve Görsel 2.21’de içinde h yüksekliğinde sıvı bu- line ve taban alanına bağlı değildir.
lunan dikdörtgenler prizması şeklindeki bir kabın 2S kesitindeki Buna karşın basınç kuvveti kabın
tabanına ve S kesitindeki yan yüzeyine etki eden ortalama sıvı şekline ve uygulandığı yüzeyin
basınç kuvvetinin nasıl hesaplanacağı gösterilmiştir. alanına bağlıdır.

S S
h
h F = G F > G F < G
1 2 3
F: Tabana etki eden sıvı basınç kuvveti
2S 2S
G: Sıvının ağırlığı
Görsel 2.20: Tabandaki sıvı basınç Görsel 2.21: Yan yüzeydeki sıvı
kuvveti basınç kuvveti Görsel 2.22: Farklı şekillerdeki kaplar
Tabana etki eden sıvı Yan yüzeye etki eden
basınç kuvveti ortalama sıvı basınç kuvveti Görsel 2.22’de görüldüğü gibi
F taban = P.S F = P .S taban alanı S olan ve tabandan iti-
baren düzgün yükselen bir kaba V
yan
ort
= h.d.g.2S = (h/2).d.g.S hacminde sıvı konulduğunda ka-
= 2h.d.g.S = h.d.g.S/2 bın tabanındaki sıvı basınç kuvveti
sıvının ağırlığına eşit olur.
ÖRNEK Kaptaki sıvının tamamı aynı
taban alanına sahip ve tabandan
Bir denizaltı 500 m derinlikte ilerlemektedir. itibaren daralarak yükselen başka
Buna göre bir kaba konulduğunda sıvı sevi-
a) Denizaltının bu derinlikteki herhangi bir noktasına yesi yükseldiğinden tabana etki
etki eden sıvı basıncı kaç Pa’dır? eden sıvı basınç kuvveti de artar.
b) Denizaltının bu derinlikteki her bir cm sine etki eden Böylece sıvı basınç kuvveti sıvının
2
sıvı basınç kuvveti kaç N’dır? ağırlığından daha büyük olur.
Aynı sıvı bu kez aynı taban
(d = 1 g/cm , g = 10 m/s olarak alınız.) alanına sahip ve tabandan itiba-
3
2
ren genişleyerek yükselen başka
ÇÖZÜM bir kaba konulduğunda sıvı se-
viyesi düştüğünden tabana etki
a) SI birim sistemine göre işlem yapılacağından özkütlenin eden sıvı basınç kuvveti de azalır.
kg/m birimine çevrilmesi gerekir. Böylece sıvı basınç kuvveti sıvının
3
d = 1 g/cm = 10 kg/10 m = 10 kg/m 3 ağırlığından daha küçük olur.
-6
3
3
-3
3
Sıvı basıncı aşağıdaki gibi hesaplanır.
P = h.d.g = 500.10 .10 = 5.10 Pa
3
6
b) Sıvı basınç kuvveti ise aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır.
F = P.S = h.d.g.S
Yine SI biriminde işlem yapıldığı için cm birimi, m birimine
2
2
dönüştürülmelidir.
1 cm = 10 m dir.
2
2
-4
Bilinenler yardımıyla denizaltına etki eden sıvı basınç kuvveti
aşağıdaki gibi hesaplanır.
F = h.d.g.S = 500.10 .10.10 = 500 N
3
-4
Yani bu derinlikte denizaltının her bir cm sine 50 kg’lık kütlenin
2
ağırlığına eşdeğer sıvı basınç kuvveti etki etmektedir.

83