9. Sınıf Fizik · 3. Ünite: Akışkanlar
Akışkanlarda Sürat ve Basınç: Bernoulli İlkesi
Asılı iki kâğıt şeridin arasına üflersen kâğıtlar birbirinden uzaklaşır mı, yaklaşır mı? Çoğu kişi uzaklaşacağını düşünür; oysa yaklaşırlar. Hızla geçen bir tırın yanında küçük bir araç tıra doğru çekilir gibi olur. Duş yapınca perde içe doğru şişer. Bu olayların ortak nedeni akışkanların hareketi sırasında hız ile basınç arasındaki ilişkidir. Bu konuda önce boru deneyindeki gözlemlerden bir ilişki bulacak, sonra bunu günlük hayat örneklerine genelleyeceksin.
Kazanımlar
- FİZ.9.3.7.a. Akışkanın aktığı borunun kesit alanı ile akışkanın sürati arasındaki ilişkiyi (kesit daraldıkça sürat artar) gözlemleyerek belirler.
- FİZ.9.3.7.a. Akışkanın sürati ile boru çeperlerine yaptığı basınç arasındaki ilişkiyi (sürat arttıkça basınç azalır) gözlemden tespit eder.
- FİZ.9.3.7.b. Sürat–basınç ilişkisini günlük hayat örneklerinden (kâğıt şeritler, duş perdesi, araçlar, çatı, püskürtücü) yola çıkarak genelleyip Bernoulli İlkesi'ni kavramsal olarak ifade eder.
- FİZ.9.3.7.b. Yeni bir durumda sürat–basınç ilişkisini kullanarak olayın sonucunu öngörür.
- FİZ.9.3.7.b. Uçakların uçmasında yalnızca Bernoulli İlkesi'nin etkili olmadığını gerekçesiyle açıklar.
Konu anlatımı
Önce Bir Deney: İki Kâğıt Şerit
Kesit Alanı ile Sürat
Sürat ile Basınç Arasındaki İlişki
Bernoulli İlkesi
Günlük Hayattan Örnekler
Uçaklar Neden Uçar? Yalnızca Bernoulli Değil
Gözlemden Genellemeye: Tümevarımsal Akıl Yürütme
Çözümlü Örnekler
Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Özet
Anahtar terimler
- Akışkan
- Akabilen madde; sıvılar ve gazlar.
- Kesit alanı
- Akışkanın aktığı borunun akış doğrultusuna dik kesitinin alanı.
- Sürat
- Akışkanın birim zamanda aldığı yol; dar kesitte büyür.
- Bernoulli İlkesi
- Akışkanın hızlandığı yerde çeperlere yaptığı basıncın azaldığını söyleyen ilke.
- Venturi borusu
- Geniş–dar–geniş kesitli, dik borularla basıncı göstermeye yarayan boru düzeneği.
- Tümevarım
- Tek tek gözlemlerden genel bir sonuç çıkarma.
- Hücum açısı
- Kanadın hava akımıyla yaptığı eğim açısı.
Örnek soru
Yatay bir borudan düzgün olarak akan sıvı, geniş bir bölümden dar bir bölüme giriyor. Dar bölümde sıvının sürati ve çeperlere yaptığı basınç için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- Sürat azalır, basınç artar.
- Sürat azalır, basınç azalır.
- Sürat artar, basınç artar.
- Sürat ve basınç değişmez.
- Sürat artar, basınç azalır.
Doğru cevap: E
Çözüm
1. Aynı miktarda sıvı dar bölümden geçebilmek için hızlanır: kesit küçülünce sürat artar.
2. Bernoulli İlkesi'ne göre akışkanın hızlandığı yerde çeperlere yaptığı basınç azalır.
3. Dar bölümde sürat büyük, basınç küçüktür.
Doğru cevap: E. C şıkkı, hızın artmasıyla basıncın da artacağı yanılgısıdır.