Basınç Nedir?

Katı, sıvı ve gaz haldeki maddeler ağırlıkları nedeniyle temas ettikleri yüzeylere kuvvet uygularlar. Birim yüzeye dik olarak etki eden bu kuvvete basınç denir. Basınç "P" harfiyle gösterilir ve birimi Pascal (Pa)'dır.

Katı basıncı, birim yüzeye etki eden dik kuvvettir ve şu formülle hesaplanır:

Basınç = Kuvvet / Yüzey Alanı
P = F / A

Basıncın etkisini günlük hayatta kolayca görebilirsin. Örneğin, bir süngerin üzerine ağırlığı az olan bir cisim koyduğunda sünger az çöker. Ama ağırlığı fazla olan bir cisim koyduğunda sünger daha çok çöker. Bu durum, basıncın kuvvetle ilişkisini gösterir.

Dikkat et! Aynı cismin ağırlığı arttıkça basıncı da artar. Ayrıca temas yüzeyi küçüldükçe basınç büyür.

Katı Basıncını Etkileyen Faktörler

Katıların basıncı uyguladıkları kuvvet ile doğru orantılıdır. Yani kuvvet arttıkça basınç da artar. Örneğin, ağırlığı fazla olan bir cisim, ağırlığı az olana göre daha fazla basınç uygular.

Basınç, temas yüzeyi ile ters orantılıdır. Ağırlıkları aynı olan iki cisimden temas yüzey alanı küçük olanı zemine daha çok basınç uygular. Bir tuğlayı geniş yüzeyi üzerine koyduğunda süngere az batar, dar yüzeyi üzerine koyduğunda ise daha çok batar.

Katılar, üzerlerine uygulanan kuvveti aynen iletirler ama basıncı aynen iletmezler. Örneğin, keserin çiviye uyguladığı kuvvet aynı kalırken, çivinin tahtaya temas eden yüzeyi daha küçük olduğu için tahtaya uyguladığı basınç daha büyüktür.

Bir cismi ters çevirdiğimizde temas yüzeyi değiştiği için basıncı da değişir. Eğer bir cismi ters çevirirsen ve yeni temas yüzeyi daha büyükse, basınç azalır.

Katılarda Basınç Değişimi

Homojen özellik gösteren düzgün katı cisimler yukarıdan aşağıya dik bir şekilde bölünürse, temas yüzeyi ile ağırlık aynı oranda değişeceği için cisimlerin ayrı ayrı uyguladıkları basınç başlangıçtaki basınçla aynı kalır, değişmez.

Homojen bir cismin üst kısmından bir parça kesilip alınınca, temas yüzeyi değişmemesine rağmen ağırlık azaldığı için cismin basıncı azalır. Bu durum, basıncın kuvvetle doğru orantılı olmasından kaynaklanır.

Düzgün katı cisim yukarıdan aşağıya eğik bir şekilde kesildiğinde ise ağırlık ve yüzey alanı farklı oranlarda değiştiği için cismin basıncı değişir. Eğer ağırlıkları aynı olacak şekilde cisim bölündüyse, temas yüzeyi küçük olanın basıncı daha büyük olur.

Aklında tut! Basınç değişiminde hem kuvvet hem de yüzey alanı etkilidir. Kuvvet artarsa basınç artar, yüzey alanı artarsa basınç azalır.

Günlük Hayatta Katı Basıncını Arttırma

Günlük hayatta bazen basıncı arttırmak isteriz. Bıçak ve balta gibi kesici aletlerin uçları sivridir çünkü yüzey alanı küçüldükçe basınç artar. Bu sayede daha kolay keserler.

Kışın araç tekerlerine takılan zincirlerin çıkıntıları temas yüzeyini küçülterek basıncı arttırır ve karda daha iyi tutunma sağlar. Futbolcuların krampon giymesi de aynı mantıkla çalışır. Kramponların altındaki dişler yere değen yüzeyi küçülterek basıncı arttırır ve kaymayı önler.

Topuklu ayakkabıların yere değen kısmı çok küçük olduğu için yumuşak zemine daha çok batar. Çünkü topuğun küçük yüzeyi, vücut ağırlığını küçük bir alana yoğunlaştırarak basıncı arttırır.

İlginç bilgi: Tavukların ayaklarının perdeli olmaması, yüzey alanını küçültür ve basınçlarını arttırır. Bu da onların toprağa daha iyi tutunmalarını sağlar.

Günlük Hayatta Katı Basıncını Azaltma

Bazı durumlarda da basıncı azaltmak isteriz. Kamyon, traktör ve iş makinelerinin geniş lastik ve paletleri, temas yüzeyini arttırarak basıncı azaltır. Bu sayede araçlar yumuşak zeminlerde batmadan ilerleyebilir.

Kar ayakkabılarının geniş olması da aynı mantıkla çalışır. Geniş yüzey, ağırlığı daha fazla alana dağıtarak karın üzerinde batmayı engeller. Fil, deve ve gergedan gibi ağır hayvanların ayak tabanlarının geniş olması da benzer şekilde basınçlarını azaltır.

İlginç bir örnek olarak, tek çivi balonu patlatırken çok sayıda çivinin balonu patlatmaması gösterilebilir. Çivi sayısı arttıkça, aynı kuvvet daha geniş bir alana dağıtılır ve her bir çivinin uyguladığı basınç azalır.

Bunu uygula: Bir kışlık bot ile topuklu ayakkabıyı karşılaştır. Hangisi karda daha az batıyor? Neden? Basınç ilkelerini kullanarak açıkla.