Sıvıların Basıncı Nasıl İlettiğini Gösteren Düzenek Yapalım

Bilmekte Fayda Var!

Basınç Nedir?

Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç diyoruz. Basıncın uygulanan dik kuvvete ve bu dik kuvvetin etki ettiği yüzey alanına bağlı olmasından yararlanılarak hayatımızı kolaylaştıran pek çok araç gereç yapılmıştır.

Sıvı Basıncı Nedir?

Sıvılar da katılar gibi kütle çekim kuvveti etkisi altındadır. Katılardan farklı olarak sıvılar akışkandır, konuldukları kabın şeklini alırlar. Bu yüzden bulundukları kabın yalnız tabanına değil, temas ettikleri bütün yüzeylere dik olarak kuvvet uygularlar. Sıvıların ağırlıklarından dolayı birim yüzeye dik olarak uyguladıkları kuvvete sıvı basıncı diyoruz.

Katılar Basıncı İletir mi?

Katılar basıncı iletmez ancak üzerlerine uygulanan kuvvetin değerini ve yönünü değiştirmeden iletirler.

Sıvılar Sıkıştırılabilir mi? Sıvılar Basıncı Aynen İletir mi?

Sıvıların üzerine basınç uygulandığında hacimlerinde gözle görülür düzeyde bir değişim olmaz. Bu yüzden sıvılar “sıkıştırılamaz” olarak kabul edilir. Örneğin üzerinde delikler olan içi suyla dolu bir balona herhangi bir noktadan basınç uygulandığında su bütün deliklerden aynı hızla akar. Sıvıya bir noktadan uygulanan basınç, sıvının temas ettiği her noktaya sadece kuvvet doğrultusunda değil bütün doğrultularda aynen iletilir. Bu olgu Fransız bilim insanı Blaise Pascal tarafından şöyle ifade edilmiştir: “Kapalı bir kaptaki sıvıya uygulanan basınç, bu sıvının her noktasına ve kabın iç yüzeyinin her noktasına aynen iletilir.” Sıvıların basıncı iletme özelliğinden günlük hayatta birçok alanda yararlanıyoruz.

Tasarla ve Yap köşesinin bu projesinde, sıvıların basıncı nasıl ilettiğini gösteren bir düzenek tasarlıyoruz.

Nelere İhtiyacımız Var?

• 2 adet plastik enjektör (20 ml)
• Şeffaf hortum (30 cm )
• 1 adet 9 cm x 17 cm boyutlarında duralit (bir tarafı boyalı)
• 2 adet 3,5 cm x 13,5 cm boyutlarında duralit
• 4 adet 1,5 cm x 3,5 cm boyutlarında duralit
• 2 adet 1,5 cm x 1,5 cm x 15 cm boyutlarında tahta
• 2 adet 1,5 cm x 1,5 cm x 7 cm boyutlarında tahta
• 6 adet vida
• Silikon tabancası ve silikon
• Tornavida
• Plastik kapak (6 cm çapında)
• Meyve
• Gıda boyası
• Metal para
• Su

 

Ne Yapıyoruz?

1. Düzeneğimizin ayak kısımlarını oluşturacak 1,5 cm x 1,5 cm x 7 cm boyutlarındaki tahtaları, 9 cm x 17 cm boyutlarındaki duralitin alt kısmına (boyasız kısmına) silikon ile sabitleyelim.

 

2. Şimdi, enjektörlerden birini tahtaların arasına sabitleyelim.

 

Önce 1,5 cm x 3,5 cm boyutlarındaki iki duraliti 1,5 cm x 1,5 cm x 15 cm boyutlarındaki tahtaların uç kısmının yaklaşık 1,5 cm aşağısına silikon ile sabitleyelim.

 

Ardından enjektörü 3,5 cm x 13,5 cm boyutlarındaki duralitin iç kısmına silikon ile sabitleyim ve bu duraliti görseldeki gibi küçük duralitlerin üzerine yerleştirip silikon, vida ve tornavida kullanarak tahtalara sabitleyelim.

 

3. Tahtaların diğer tarafına 1,5 cm x 3,5 cm boyutlarındaki duralitleri silikon ile sabitleyelim. 3,5 cm x 13,5 cm boyutundaki diğer duraliti önce enjektöre silikon ile sabitleyelim. Ardından duraliti küçük duralitlerin üzerine yerleştirip silikon, vida ve tornavida kullanarak tahtalara sabitleyelim.

 

4. Tahtaları daha önce oluşturduğumuz ve düzeneğimizin tabanını oluşturan bölüme vida ve tornavida kullanarak sabitleyelim.

 

5. Şeffaf plastik hortumun bir ucunu diğer enjektöre takalım. Suyu gıda boyası ile renklendirip enjektörün pistonunu yukarı çekerek hortumun ve enjektörün içini renkli suyla dolduralım. Hortumun boşta kalan ucunu düzeneğimizdeki enjektörün uç kısmına takıp her iki ucu da silikon ile sabitleyelim.

 

Serbest haldeki enjektörü yatay olarak silikon ile düzeneğin taban kısmına sabitleyelim.

 

6. Metal parayı düzenekteki enjektörün pistonunun parmağımızla bastırdığımız kısmına silikon ile sabitleyelim.

7. Plastik kapağı düzeneğimizin tabanına görseldeki gibi silikonla sabitleyelim. Artık düzeneğimiz ile sıvıların basıncı iletme özelliğinden yararlanarak meyve ve sebzeleri presleyebiliriz.

 

 

Ne OIdu?

Hazırladığımız düzenekte, enjektörün pistonuna dik olarak bir kuvvet uyguladığımızda pistonun parmağımızla bastığımız kısmında bir basınç oluşur. Bu basınç, Pascal prensibi doğrultusunda sıvının temas ettiği bütün noktalara aynen iletildiği için ikinci pistonun parmağımızla bastığımız kısmında bir kuvvet oluşturarak meyvenin preslenmesini sağlar.

Bazı yerleşim birimlerinde su genellikle yüksek bir yere yerleştirilmiş depolardan büyük bir basınçla evlere aktarılır. Bazı itfaiye merdivenlerinin çalışması da sıvıların basıncı iletme prensibine dayanır. Bunların yanı sıra taşıma (hidrolik liftler, vinçler) ve sıkıştırma sistemleri (hidrolik frenler, hidrolik presler), tulumbalar,  yüksekliği ayarlanabilir koltuklar ve lunaparktaki atlıkarınca gibi birçok araç gereç Pascal prensibine göre çalışır.

 

• Komisyon, 8. Sınıf Fen ve Teknoloji Ders Kitabı, Millî Eğitim Bakanlığı Yayınevi, Ankara, 2012.