9. sınıf: Akışkanlar

Akışkanlar teması basınç, kaldırma kuvveti ve akışın birbiriyle ilişkisini inceler. Katıların temas basıncından sıvı ve atmosfer basıncına geçerken kuvvet, yüzey alanı, derinlik ve yoğunluğun rollerini ayrı ayrı izlemek gerekir.

Basıncı hangi değişken belirler?

Katıda basınç yüzeye dik kuvvetin temas alanına oranıdır. Durgun sıvıda basınç farkı yoğunluk, yer çekimi ivmesi ve düşey derinlikle ilişkilidir. Kabın şekli tek başına aynı sıvının aynı derinliğindeki basıncı değiştirmez; açık hava basıncı gerekiyorsa toplam basınca eklenir.

Yüzme ve akış

Kaldırma kuvveti yer değiştiren akışkanın ağırlığına eşittir. Yüzen cisimde kuvvet dengesiyle batan hacmi, akışta ise süreklilik koşuluyla kesit ve sürati ilişkilendirin. Basınç-sürat karşılaştırmasında modelin aynı akım çizgisi ve yükseklik gibi varsayımlarını kontrol edin.

İlgili kazanımlar

  • FİZ.9.3.1 Basınca yönelik bilimsel çıkarımlarda bulunabilme
  • FİZ.9.3.2 Durgun sıvılarda basınca yönelik bilimsel çıkarımlarda bulunabilme
  • FİZ.9.3.3 Sıvılarda basıncın kullanıldığı günlük hayat örneklerine ilişkin sorgulama yapabilme
  • FİZ.9.3.4 Açık hava basıncına ilişkin çıkarım yapabilme
  • FİZ.9.3.5 Kaldırma kuvvetini etkileyen değişkenleri belirlemeye yönelik deney yapabilme
  • FİZ.9.3.6 Kaldırma kuvveti ile sıvılardaki basınca neden olan kuvvet arasındaki ilişkiye yönelik çıkarım yapabilme
  • FİZ.9.3.7 Akışkanın geçtiği borunun kesit alanı ile akışkanın sürati ve boru çeperlerine yaptığı basınç arasındaki ilişkiye yönelik tümevarımsal akıl yürütebilme

Çözümlü örnekler

Örnek 1

Düz bir ölçüm yüzeyine dik uygulanan kuvvet 430 N430\ \mathrm{N}, kuvvetin etki ettiği alan 750 m2\frac{7}{50}\ \mathrm{m^2}'dir. Yüzeyde oluşan basınç kaç Pa\mathrm{Pa}'dır? Soruda veya çözümde verilen grafik ve etiketleri
  • A)
    3015\frac{301}{5}
  • B)
    430007\frac{43000}{7}
  • C)
    107507\frac{10750}{7}
  • D)
    215007\frac{21500}{7}
  • E)
    721500\frac{7}{21500}
Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Akışkanlar: fiziksel model ve işlem): 430750=215007\frac{430}{\frac{7}{50}}=\frac{21500}{7}
Cevap
215007\frac{21500}{7}

Örnek 2

Üç açık kapta aynı homojen sıvı, aynı düşey yükseklikte ve aynı yerçekimi altında durgundur. Kapların yatay taban alanları AK=AA_K=A, AL=4AA_L=4A, AM=5AA_M=5A'dır. Tabandaki sıvı basınçları ve tabana etkiyen yalnız sıvı kaynaklı kuvvetler için (PL/PK;FL/FK)(P_L/P_K;F_L/F_K) nedir? Şema kap genişliklerini ölçekli göstermez. Soruda veya çözümde verilen grafik ve etiketleri
  • A)
    (1;1)\left(1;1\right)
  • B)
    (4;4)\left(4;4\right)
  • C)
    (4;1)\left(4;1\right)
  • D)
    (1;14)\left(1;\frac{1}{4}\right)
  • E)
    (1;4)\left(1;4\right)
Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Akışkanlar: fiziksel model ve işlem): ρghρgh=1\frac{\rho gh}{\rho gh}=1
2. Adım (Akışkanlar: fiziksel model ve işlem): (1;1⋅4)=(1;4)\left(1;1\cdot 4\right)=\left(1;4\right)
Cevap
(1;4)\left(1;4\right)

Örnek 3

Yoğunluğu 700 kg/m3700\ \mathrm{kg/m^3} olan durgun sıvının yatay tabanı serbest yüzeyden 145 m\frac{14}{5}\ \mathrm{m} aşağıdadır. Taban alanı 150 m2\frac{1}{50}\ \mathrm{m^2}'dir. Yalnız sıvının tabana uyguladığı kuvvet kaç N\mathrm{N}'dur? (g=10 m/s2g=10\ \mathrm{m/s^2}; atmosferin etkisi istenmiyor.) Soruda veya çözümde verilen grafik ve etiketleri
  • A)
    392392
  • B)
    784784
  • C)
    196196
  • D)
    980000980000
  • E)
    1960019600
Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Akışkanlar: fiziksel model ve işlem): 700⋅10⋅145=19600700\cdot 10\cdot \frac{14}{5}=19600
2. Adım (Akışkanlar: fiziksel model ve işlem): 19600⋅150=39219600\cdot \frac{1}{50}=392
Cevap
392392

Sık yapılan hatalar

  • Sıvı basıncını sıvının toplam hacmiyle belirlemek.
  • Yüzen her cismin bütün hacmini kaldırma kuvveti hesabında kullanmak.
  • Dar kesitte akış süratinin her koşulda azalacağını varsaymak.

Uygulama ve etkinlik sınırları

Basınç ve kaldırma kuvveti deneyleri ile kontrollü akış gözlemleri bu sayfada fiilen yürütülmez.

Çalışmaya devam edin

Sınıf konularına dön