Kitaptaki Soru Metni ve Verilenler
3. ÜNİTE Akışkanların sürat ve basınç değişimi arasındaki ilişki Venturi tüpü modeli ile açıklanabilir. Venturi tüpünün temel işlevi, akışkanın süratini ve basıncını ölçmektir. Boru şeklinde bir yapıya sahip olan Venturi tüpünün kesit alanı değişiklik gösterir. Su ve hava gibi akışkanlar, kesit alanı değişmeyen bir boru içinde düzenli bir akış hâlindeyken borunun herhangi bir noktasında akışkanın sürati sabit kalır. Kesit alanı değişen bir tüp içinde kararlı bir şekilde akan akışkanın, tüp çeperinin değişik noktalarında oluşturduğu basınç aynı olmaz. Tüp içindeki akışkanların kesit alanı daraldıkça sürati artar. Görsel 3.30’da görülen Venturi tüpü borularının kesitleri arasındaki ilişki şu şekildedir: A1 > A2 > A3 h3 h2 h1 P1 P2 P3 o3 o2 o1 A1 A2 A3 Görsel 3.30: Venturi tüpünde borunun kesit alanının azalması sonucu sıvının sürati artar, basınç azalır ve buna bağlı olarak sıvı yüksekliğinde azalma gerçekleşir. Tüpün kesitlerinden birim zamanda geçen akışkanın süratleri arasındaki ilişki şu şekildedir: o3 > o2 > o1 Tüp çeperlerine etki eden sıvı basınçları arasındaki ilişki şu şekildedir: P1 > P2 > P3 Borunun farklı kesitlerinde yer alan açık uçlu borulardaki su seviyesi akışkanın basıncıyla doğru orantılı olacağından yükseklikler arasındaki ilişki şu şekilde- dir: h1 > h2 > h3 Akışkanlarla ilgili günlük hayatta karşılaşılan birçok olay Bernoulli İlkesi ile açıklanmaktadır. Yüksek süratle hareket etmekte olan araçlar yan yana gel- diğinde araçların arasında kalan hava molekülleri sıkışır (Görsel 3.31) ve moleküllerin sürati artar. Bernoulli İlkesi’ne göre hava süratinin artması, havanın basıncının düşmesine neden olur. Bunun sonucunda iki araç arasındaki hava basıncı (P1), araçların dış taraflarındaki hava basıncından (P0) daha düşük olur. Araçların dış taraflarında havanın sürati daha düşük ve dolayısıyla hava basıncı daha yüksek olur. Yüksek basınçlı hava, düşük basınçlı alana doğru hareket etmeye çalışır. Bu durum, araçlar arasında bir basınç farkı oluşturur ve basınç farkından dolayı oluşan kuvvet araçları birbirine doğru çeker. Bu etki, özellikle yüksek süratlerde ve P0 P0 > P0 P1 P1 Görsel 3.31: Hareket hâlindeki araçların arasında sıkı- şan havanın akışı
Ayrıntılı Adım Adım Çözüm
Sürat: Skaler bir büyüklük olup birim zamanda alınan toplam yoldur (v = Alınan Yol / Zaman).
Hız: Vektörel bir büyüklük olup birim zamandaki yer değiştirmedir (v = Δx / Δt).
Konum-zaman (x-t) grafiğinin eğimi hızı verir. Hız-zaman (v-t) grafiğinin altındaki alan ise yer değiştirmeyi verir.
