KATI CİSİMLERİN BASINCI
Katı cisimlerin temas ettikleri yüzeye uyguladıkları basınç ve katı cisimlerin basınç kuvveti. Konu anlatımı ve çözümlü örnekler.
Birim alana dik olarak etki eden kuvvete basınç denir. Basınç aşağıdaki şekilde hesaplanır.
P: Basınç
F: Uygulanan kuvvet
A: Yüzey alanı
Bir katı için uygulanan kuvvet herhangi bir dış etki yokken cismin ağırlığına eşittir. Bu ağırlık temas yüzeyine dik etki etmelidir.
Basınç kuvveti aynı zamanda uygulanan kuvvete eşittir. Bir cismin üzerinde ilave kuvvet yokken basınç kuvvet ağırlığına eşittir.
F = P.A denklemi basınç kuvvetini verir.
Basınç birimi Pascal’dır. 1 Pascal, 1 metrekarelik alana uygulanan 1 Newton luk kuvvettir.
1 Pa = 1 N / 1 m2
= N/m2
Katı cisimlerin üzerlerinde herhangi bir kuvvet yokken basınç kuvvetleri ağırlıklarına eşittir.
Katı cisimler uygulanan kuvveti hiçbir değişikliğe uğratmadan iletirler. Bu nedenle bir katının üzerine bir kuvvet uygulanırsa bu kuvvet cismin tabanına aynen iletilir.
Örnek:
Şekildeki cismin kütlesi 12 N’dur. Buna göre cismin 1. ve 2. Durumdaki basıncını bulunuz.
Çözüm:
1. durumda cismin temas yüzeyinin alanı;
A1 = 20.6 = 120 cm2 = 120.10-4 m2 dir.
P = 1000 Pa
1. durumda cisim temas ettiği yüzeye 1000 Pa basınç uygulamaktadır.
2. durumda cismin temas yüzeyinin alanı;
A2 = 5.6
A2 = 30 cm2 = 30.10-4 m2 dir.
P = 4000 Pa
Örnek:
Şekildeki cisimlerden K cisminin boyutları 50 cm, 40 cm ve 30 cm dir. L cisminin boyutları ise 5 cm, 6 cm ve 4 cm dir.
L cisminin ağırlığı 15 N, K cisminin ağırlığı 45 N’dur.
L cisminin K cismine uyguladığı basınç PL, K cisminin üzerinde bulunduğu yüzeye uyguladığı basınç PK olduğuna göre PL/PK oranı kaçtır?
Çözüm:
L cisminin taban alanı 20 cm2 dir.
L cisminin K cismine uyguladığı basınç;
K cisminin taban alanı 2000 cm2 dir.
K cisminin tabana uygulayacağı kuvvet üzerindeki 15 N luk L cismi ile kendi ağırlığının toplamıdır.
FK = 15 + 45
FK = 60 N
L cisminin K cismine uyguladığı basıncın K cisminin yere uyguladığı basınçtan 25 kat daha fazla olduğuna dikkat ediniz.
L cismi ile K cisminin taban alanları oranı
Buna karşılık ağırlıkları oranı
K cisminin basınç kuvveti L cisminin basınç kuvvetinden 4 kat daha fazla, L cisminin temas yüzeyi K cisminin temas yüzeyinden 100 kat daha azdır. Ağırlıkları oranının taban alanları oranına bölümünün 25 i verdiğine dikkat ediniz.
Örnek:
Şekildeki K cisminin kütlesi 36 N dur. Temas yüzeyi ise 10 cm2 dir. Buna göre K cisminin eğik düzleme uyguladığı basıncı bulunuz.
(cos 60° = 0,5)
Çözüm:
Cisminin eğik düzleme etki eden basınç kuvveti, ağırlığının eğik düzleme dik bileşeni hesaplanarak bulunur.
GY = G.cos60° olduğundan;
GY = 36 . 0,5
GY = 18 N
K cisminin eğik düzleme etki eden ağırlığı 18 N’dur. Bunu yüzey alanına bölelim;
P = 1,8 N /cm2 olarak bulunur.
Örnek:
Şekildeki cismin ağırlığı 60 N dur. Cisme dik olarak 30 N’luk bir kuvvet uygulanmaktadır. Cismin taban yüzeyinin boyutları 10 cm ve 15 cm olduğuna göre cismin yüzeye uyguladığı basıncı bulunuz.
Çözüm:
Cismin temas ettiği yüzeye etkiyen toplam kuvvet, cismin ağırlığı ve cisme uygulanan kuvvetin toplamına eşittir.
F = 60 + 30
F = 90 N
A = 15.10
A = 150 cm2
P = 0,6 N/cm2 olarak bulunur.
Bu değeri pascal birimine çevirmek istersek;
P = 0,6.10000
P = 6000 Pa olarak bulunur.
Basınç Çözümlü Sorular
SANATSAL BİLGİ
03/07/2017