Katı Basıncı - Katılarda Basınç

Boş bir şişeyi kum yüzey üzerine bırakıp kaldırdığınızda, şişenin kum üzerinde bıraktığı izi ve izin derinliğini kolayca görebilirsiniz. Şişenin içini suyla doldurup kum üzerine bırakırsanız kumda daha derin bir iz bıraktığını görürsünüz. Şişenin içini suyla doldurmak şişenin toplam ağırlığını artırır. Ağırlığı artan şişe kum yüzey üzerine daha büyük bir kuvvetle baskı yapar. Böylece kum yüzeyinde daha derin bir iz bırakır.

Sivri uçlu çivilerden oluşan bir tahta üzerinde yürüyen kişilerin bunu nasıl yapabildiklerini hiç düşündünüz mü? Sivri uçlu çivilerden oluşmuş bir tahtada yürüyerek gösteri yapan insanlar, nasıl olur da acı çekmeden durabilir? Bu olayı fen bilimlerinde basınç kavramıyla açıklayabiliriz.

Basınç, bir cismin üzerinde bulunduğu yüzeye uyguladığı kuvvetle ilişkili bir kavramdır. Bu nedenle bir cismin ağırlığı ne kadar fazlaysa uygulayacağı basıncın da o kadar fazla olduğu düşünülebilir. Ancak cisimlerin uyguladıkları basınç yalnızca ağırlıkları ile ilgili değildir. Bunu sivri bir cisme parmağınızla bastırdığınızda yüzey alanı geniş bir cisme göre daha fazla acı hissettirmesinden anlayabiliriz. Buradan basıncın kuvvetin etki ettiği yüzey alanına da bağlı olduğu sonucunu çıkarabiliriz. Diğer bir deyişle kuvvetin uygulandığı yüzey alanı ne kadar küçükse basınç o kadar artar.

Basınç hem ağırlık hem de yüzey alanı ile ilişkilidir. Kısaca tanımlayacak olursak basınç, birim yüzeye etki eden kuvvettir. Basınç P harfi ile gösterilir ve basıncın birimi Pascal (Pa) dır. Bu birim bu alandaki çalışmalarından ötürü Blaise Pascal'ın (Bleyz Paskal) anısına verilmiştir.

Gelelim şimdi çivi gösterisine; Çokça çivi bulunan tahtada insanın ağırlığının uygulandığı yüzey alanı tek bir çivinin temas alanı kadar değil tüm çivilerin toplam temas alanı kadardır. Bu durumda her bir çivi üzerine düşen basınç kuvveti çok küçük olur. Çiviler yeterince sık döşenirse bu yüzeydeki kişi neredeyse düz bir zeminde yürüyormuş gibi hissedecektir.

Dikdörtgenler prizması şeklinde bir cismi önce dikey, sonra da yatay yüzey üzerinde kuma bırakalım. Her iki durumda da kum yüzey üzerinde bıraktıkları izleri karşılaştırırsak; cismin dikey yüzeyinin bıraktığı izin daha büyük alana sahip olan yatay izden daha derin olduğu görürüz. O halde; katı cisimlerin basınçlarının yüzeye temas ettikleri bölgenin alanına bağlı olduğunu, katı bir cismin yüzeye temas alanı büyüdükçe basıncının küçüldüğünü söyleyebiliriz.

Duvara çakılacak bir raptiyenin ucunun sivri olması, bıçağın daha iyi kesebilmesi için bileylenmesi, karda yürürken geniş tabanlı ayakkabıların tercih edilmesi de basıncın bu özelliği ile ilgilidir.

Katı Basıncının Günlük Hayattaki Uygulamaları

• Bıçak, balta gibi kesici aletlerin uç kısımlarının ince yapılması daha büyük basınç elde etmek içindir.
• Kutup ayıları, deve gibi canlıların ayak tabanları geniştir. Bu nedenle kutup ayıları karda develer ise toprak zeminde batmadan yol alabilmektedir.
• İnşaatlarda ve toprak zeminlerde kullanılan iş makinelerinde tekerlek yerine palet kullanılması, trenlerde ve tırlarda çok sayıda tekerlek kullanılması yüzey alanın artmasını ve basıncın azalmasını sağlar.

KONUYLA İLGİLİ KAZANIM SORULARINA BURADAN ULAŞABİLİRSİNİZ