Özgül Ağılık r AğılıkBasınçYoğunluk r 3. Hafta

3. Hafta

r Ağı lık Basınç Yoğunluk

r

Özgül Ağı lık

M AĞIRLIK ÖLÇÜ Ü

• 1. Kütle ve Ağı lığın Tanımı r

• Kütle; bi cismin, bulun uğu ye e, sıcaklığa, basınca ve ye çekimine bağlı olmayan, eğişmeyen r d r r d

dd r d r r dd d r dd d d r

ma e mikta ı ı . bi ma enin tanecik sayısı ne ka a fazla ise o ma enin kütlesi e o ka a

r M dd d r r d r r r r d r

büyük olu . a enin tanecik sayısı kütlesi ile oğ u o antlı ı . m ile göste ili ve bi imi kg’ ı .

• Ağı lık r ;   ma dd enin he taneciğine uygulanan ye çekimi kuvvetnin bileşkesi i . Diğe bi ifa e ile bi r r d r r r d r

d r r d r d r d

cisme etki e en ye çekimi kuvvetne o cismin ağı lığı enili . Cismin kütlesi ne ka a büyük ise aha

r r r d d r r r r r r

çok ye çekimine ma uz kalacağı için ağı lığı a o ka a büyük olu . Ağı lık G ile göste ili . Bi imi

d d d r r r r r

Newton (N) veya yne ( yn)’ i . Ağı lık vektö el ve yönlü bi büyüklüktü .

r r

Ağı lık= Kütle x Ye çekimi ivmesi

G=m.g

• g, Ye çekimi ivmesi olup bi imi m/s r r ² ve g= 9,81 m/s ² ’ i . ağı lığın bi imi kg.m/s d r r r ² olu . r

• Kütle temel bi im iken ağı lık tü etlmiş bi im i . Kütle a ta sa ağı lıkta a tmakta ı . r r r r d r r r r r d r

M AĞIRLIK ÖLÇÜ Ü

Kütle

 Değişmeyen ma dd e mikta ı ı . r d r

 Eşit kollu te azi ile ölçülü . r r

 Skale bi büyüklüktü . r r r

 Bi imi kg ya a g ’ ı . r d r d r

 Uzayın he noktasın a eğe i aynı ı , r d d r d r değişmez.

r Ağı lık

 Bi ma r dd enin kütlesine etki e en ye çekimi d r d r

kuvvet i .

 Dinamomet e veya yaylı el kanta ı ile ölçülü . r r r

 Vektö el bi büyüklüktü . r r r

 Bi imi Newton (N) ya a yne ( yn)’ i . r d d d d r

 Ağı lık ye çekim alan şi r r dd etne bağlı büyüklük

d dd d rd r

ol uğu için, alan şi etnin eğiştği ye e ağı lık d eğişmekte i . d r

 Uzayın fa klı noktala ın a fa klı eğe alı , eğişi . r r d r d r r d r

r r d r r

Kütle ile Ağı lık a asın aki en beli gin fa k

d dd r d r r r d d r r r

Kütle eğişmeyen ma e mikta ı ol uğu için ev enin he ye in e aynı ı . Ağı lık ise ye çekimi

r d d r d r

kuvvetnin kütle üze in eki etkisi ol uğu için gezegenin çekim kuvvetne gö e eğişi . r

1. Kütle ve Ağı lığın Tanımı

M AĞIRLIK ÖLÇÜ Ü

• 2.Ağı lık Bi imle i r r r

M

BİRİ ADI Kg ka şılığı r G am ka şılığı r r

Ton (t) 10

10 ⁶

Kental (q) 10 ² 10 ⁵

r

Kilog am (kg) 1 10 ³

r

Hektog am (hg) 10 ^-1 10 ²

r d

Dekag am ( ag) 10 ^-2 10 ¹

r

G am (g) 10 ^-3 1

r d

Desig am ( g) 10 ^-4 10 ^-1

r

Santg am (cg) 10 ^-5 10 ^-2

M ilig am (mg) r 10 ^-6 10 ^-3

M r ik og am (µg) r 10 ^-9 10 ^-6

1 kg 1000 g

1 kental 100 kg

1 ton 1000 kg

M AĞIRLIK ÖLÇÜ Ü

• 3. Ağı lık Ölçü Aletle i r r

• Ağı lıkla ı ölçmek için te azi, kanta , baskül ve çeşitle i gibi ölçü aletle i kullanılı . r r r r r r r

• M r a ketle e, sanayi e, sağlık alanla ın a, çeşitli ü etm ye le in e, kuyumcula a rd d r d r r r d rd

r r r r r d r

gibi alanla ına gö e elekt onik ve mekanik ola ak çeşitle i bulunmakta ı .

• He bi ölçü ağı lık ölçü aletnin ölçebileceği bi ölçme sını ı va ı . Yüksek r r r r r rd r

r r d r r

ağı lıkla ı ölçme e kanta kullanılı .

• Elekt onik ölçü aletle i ölçümüne gö e tuta ı göste me, ba ko a yaz ı ma gibi r r r r r r d d r

r d r

özellikle i e olabili .

M AĞIRLIK ÖLÇÜ Ü

• 3. Ağı lık Ölçü Aletle i r r

M AĞIRLIK ÖLÇÜ Ü

• 3. Ağı lık Ölçü Aletle i r r

• Ö ev : sensö lü ağı lık ölçen aletle ve uygulama alanla ı a aşt ılacak ve apo ola ak sunulacakt . d r r r r r r r r r r

BASINÇ

1. Tanımı

• Basınç r bi im yüzeye ik ola ak etki e en kuvvet . Diğe bi ifa eyle bi yüzeye uygulanan ik d r d r r r d r d

r r d r

kuvvetn yüzeyin bi im alanına o anı ı .

• P ha fyle göste ili , tü etlmiş bi im olup skale bi büyüklüktü bu yüz en basıncın yönü yoktu . r r r r r r r r d r

r d

SI bi im sistemin e N/m ² ola ak a tanımlanı ve bi imi Pa (Pascal) d r r d r r ’ ı . mmHg (To a eni ), ba rr d d r r

r r d r

ve atm bi imle i e kullanılı .

• fo mülü ile hesaplanı . ^{r r}

• F kuvvet (N) ve A yüzey alanını (m ² ) ifa e e e . Kuvvet (F) ve Yüzey alanı (A) vektö el büyüklükle d d r r r

r d r

olup basınç bi katsayı ı .

• Sabit yüzey alanın a kuvvet a t ılı sa basınç a tmakta ı . Sabit bi kuvvete bi im yüzey d r r r r d r r r

r r r d r

a t ılı sa basınç azalmakta ı .

• Basınç kuvvet ile oğ u o antlı iken yüzey alanıyla te s o antlı ı . d r r r r d r

• Kat, sıvı ve gaz halle e basıncın fo mülü eğişmekte i . Ancak mantk hepsin e aynı ı . rd r d d r d d r

•  

2. Basınç Birimleri ve Dönüşümleri

F (KUVVET) A (YÜZEY) P (BASINÇ)

Newton (N) m

N/m

= Pascal

d

Dyne ( yn) cm

dyn/cm

= Ba i r

r

Kilog am-kuvvet (kg-f)

cm

kg-f/cm

= Atmosfe r r

G am-kuvvet (g-f) cm

g-f/cm

= miliba r

r r r r

Basınç Bi imle inin Bi bi ine Dönüşümü 1 Atm 1.013 ba r

1 Atm 101.32 kPa 1 Atm 14.69 psi

r

1 ba 100.000 Pa (Pascal) r

1 ba 100 kPa (kilo Pascal) r

1 ba 10 hPa (hekto Pascal)

  Pascal

(Pa)

r Ba

r (Ba )

Teknik r atmosfe

(at)

r Atmosfe

(atm)

rr To (mmHg)

d Poun - kuvvet/inch

(psi)

1 Pa ≡ 1 N/m

10

1.0197x10

9.8692x10

7.5006x10

145.04x10

r

1 ba 100 000 ≡10

dyn/cm

1.0197 0.98692 750.06 14.504

1 at 98066.5 0.980665 ≡ 1 kgf/cm

0.96784 735.56 14.223

1 atm 101.325 1.01325 1.0332 ≡ 1 atm 760 14.696

rr

1 to 133.322 1.3332x10

1.3595x10

1.3595x10

≡ 1mmHg 19.337x10

1 psi 6894.76 68.948x10

70.307x10

68.046x10

51.715 ≡ 1 Ibf/in

3. Katılarda Basınç

• Cisimle ağı lıkla ın an olayı bulun uğu zemine basınç uygulamakta ı la . Ağı lık bi kuvvet ve r r r d d d d r r r r r

d r r r r

basınç kuvvetn etkisiyle oluşmakta ı . Ağı lık G, yüzey alanı A, kuvvet F ve basınç P ile göste ili se,

d r r d r rd r d r

basınç ifa ele inin hesapla ı aşağı aki ve ilen şekille e gö ülmekte i .

• d ifa esi ile hesaplanmakta ı . d r

•  

• Yuka ı aki 4 cismin yüzey alanla ı (A) ve r d r

r r r

ağı lıkla ı (G) eşit .

• P 1 , P ₂ , P ₃ P ₄

• Buna gö e; r

• P 2 >P 1 =P 4 >P 3 olmakta ı . d r

• P 1 ve P 2  

• Buna gö e; r

• P 2 >P 1 olmakta ı . d r

  • Basitçe A 1 = 1 m ² ve A 2 = 2 m ²

olsun.

• P ₁ ve P ₂ ise P ₁ =G ve

• P 2 =0,5.G olu . Buna gö e; r r

• P ₁ >P 2 olmakta ı . d r

3. Katılarda Basınç

• Kütlesi 4 ton olan fl ile kütlesi 50 kg olan topuklu ayakkabı giymiş ka ının basınç hesapla ını d r yapalım;

• G=m.g ve g=10 m/s ² olsun. Buna gö e fl için: r

• Filin ağı lığı 4 ton= 4000 kg ise G r fl =4000 kg . 10 m/s ² =40000 N olu . r

• Bi ayağının yüzey alanı yaklaşık 50 cm r ² ise 50 cm ² = 50. 10 ^-4 = 0,005 m ² olu . 4 ayağın toplam yüzey r alanı = 4. 0,005 m ² =0,02 m ² olu . r

• Ka ının ağı lığı G d r ka ın d =m.g =50 kg. 10 m/s ² =500 N olu . Bi topuklu ayakkabının yüzey alanı 2 cm r r ²

r d r

civa ın a olu sa 2 cm ² =0,0002 m ² olu . İki ayağının yüzey alanı ise 2.0,0002 m r ² =0,0004 m ² olu . r

• Gö ül üğü üze e fl bi insana gö e ağı olmasına ağmen yüzey alanla ın an olayı eğe le r d r r r r r r d d d r r

r r d r

bi bi ine çok yakın olmakta ı .

•  

3. Katılarda Basınç

• Basınç, yüzey alanı ve uygulanan kuvvetle e gö e gün elik yaşantmız a; r r d d

• Çivinin ucu siv i olmasın an olayı uva a ya a tahtaya kolayca çakılması, r d d d r d

• r T enle e teke lek sayısının fazla olmasıyla yüzey a tması bu saye e e ayla ın bükülmesini rd r r d d r r önlenmesi,

• r T aktö ve ağı iş makinele inin teke lekle inin geniş ya a paletli olması ile he hangi bi yumuşak r r r r r d r r zemine çakılmaması,

• Kayak için ka patenle inin geniş olmasıyla basıncı azalta ak kayak yapılabilmesi, r r r

• Yol yapım çalışmala ın a kullanılan silin i ola ak a lan ı ılan a açla ın yola temas e en yüzeyinin r d d r r d d r r r d

r rd r d r

çok küçük olmasıyla yola uygulanan basıncın büyük olması gibi bi çok ye e ka şılaşılmakta ı .

• Kısaca katla a basınç: rd

• Katla a cisimle in üze ine ha ici bi kuvvet etki etmiyo sa basınç kuvvet aima katnın ağı lığı ka a ı . rd r r r r r d r d rd r

• Katla uygulanan kuvvet ken i oğ ultusun a ilet ken, basıncı iletmez. Basınç, yüzey ile te s o antlı ı . r d d r d r r r d r

4. Sıvılarda Basınç

• Sıvıla ın belli bi şekli yoktu . Akışkan ol ukla ı için bulun ukla ı kabın şeklini alı la ve ağı lıkla ı r r r d r d r r r r r

d d r d r r r

ne eniyle bulun ukla ı kabın hem tabanına hem e yan yüzeyle ine basınç uygula la .

• Sıvı olu bi kapta aynı e inlikteki tüm noktala ın basınçla ı eşit . Sıvıla ın basıncının ne eni d r d r r r r r d

r r d r rd

ağı lıkla ı ı . Sıvıla a basınç P=h. .g r d fo mülü ile hesaplanı . Buna gö e sıvıla ın basıncı; r r r

1. Sıvının yüksekliğine 2. Sıvının özkütlesine 3. Ye çekim ivmesine r BAĞLIDIR

• Sıvının kütlesine

• Sıvının hacmine

• Kabın şekline

• Sıvının yüzey alanına

BAĞLI DEĞİLDİR

4. Sıvılarda Basınç

• Sıvı basınç kuvvet (F): Sıvının ağı lığı ne eniyle için e bulun uğu kabın he hangi bi yüzeyinin tamamına r d d d r r

d d r d r r

uygula ığı ik kuvvet . Bu kuvvet aşağı aki fo mülle bulunu ;

• Sıvı basınç kuvvet F=h. .S d fo mülü ile bulunu . Bu a a; r r r d

• h= ilgili yüzeyin o ta noktasının sıvının üst yüzeyine uzaklığı, r

• d= Sıvının özkütlesi,

• S= Yüzey alanı

4. Sıvılarda Basınç

4. Sıvılarda Basınç

• Pascal P ensibi, Su cen e ele i ve U bo usu r d r r r

• İlk kez F ansız bilim a amı Blaise Pascal (1623-1662) ta afn an öne sü ülen ve ismi ve ilen Pascal r d r d r r

r r r r d r

p ensibi, kapalı bi kaptaki sıvıya he hangi bi noktasın an basınç uygulanı sa, bu basınç kabın

r r r d

şekline bağlı olmaksınız kabın iç yüzeyle inin he noktasına sıvı ta afn an aynı büyüklükte

d r d r

iletl iğini beli tmekte i .

• Pascal p ensibini incelemek için PHET Simülasyonunu r kullan ığımız a aşağı aki şekille ve d d d r

r d d r

sonuçla el e e ilmişt . 500 kg’lık cisim atlma an önce d 500 kg’lık cisim atl ıktan son a d r

Sonuç =

A noktası için: 23,284-22,465=0,819 kPa

B noktası için: 20,629-19,810=0,819 kPa

C noktası için: 13,357-12,539=0,819 kPa

D noktası için: 3,777-2,958=0,819 kPa

4. Sıvılarda Basınç

• Su cen e ele i d r r

• Su cen e ele i basıncı iletmek için Pascal p ensibi kullanan, içi su olu ve fa klı ya ıçaplı kolla ı d r r r d r r r

d rd r r r r r r r d r r

olan üzenekle i . Küçük kuvvetle ile büyük kuvvetle i oluştu abili ve ağı cisimle i kal ı abili .

• A aba, uçak gibi a açla ın f en sistemle in e, k iko gibi el makinele in e ve hi olikle çalışan r r r r r d r r d dr

rd r r r r r

makinele e kullanılı . A1 ve A2 yüzey alanla ı, G1 ve G2 piston ağı lıkla ı olmak üze e,

r r d r

Piston ağı lıkla ı ihmal e ili se d

P1=P2 ve P=F/A ol uğu için,

^{olu r}

  Piston ağı lıkla ı ihmal e ilmezse r r d

d

P1=P2 ol uğu için, r

olu

r r d

Piston ağı lıkla ı ihmal e ilmez

r r d

ve sıvıla a asın a yükseklik r

va sa d

P1=P2 ol uğu için, r

olu

  Bi tüpün üstün e piston yoksa ^{r d}

r

ve pistonla a kuvvet r

uygulanmıyo sa d

P1=P2 ol uğu için, r

olu

4. Sıvılarda Basınç

• Kısaca Sıvıla a Basınç: rd

• Sıvı basıncı yüzeye aima ik ola ak etki e e . d d r d r

• Silin i ik ve üzgün p izma şeklin eki kapla a sıvıla ın kap tabanına uygula ığı basınç kuvvet, d r d r d rd r d

r r

sıvının ağı lığına eşit .

• De inlikle oğ u o antlı ı . De ine inil ikçe basınç a ta . r d r r d r r d r r

• Sıvının özkütlesi ile oğ u o antlı ı . d r r d r

• Sıvıla basınç altn a sıkışt ılamaz üze ine uygulanan basıncı aynen ilet le . r d r r r r

5. Gazlarda Basınç

• Açık Hava Basıncı

• Atmosfe imiz eki bulunan hava (yaklaşık %78 azot, %21 oksijen, %1 iğe gazla an oluşu ) r d d r rd r tanecikle inin r

r r r r d d rd d d r r r

ha eketle i ve ağı lıkla ın an olayı, kat ve sıvıla aki gibi okun ukla ı yüzeye basınç uygula la . Bu basınca açık hava basıncı ya a atmosfe basıncı d d r eni . r

• 1643 yılın a İtalyan bilim a amı To icelli ta afn an, 0°C sıcaklıkta açık hava basıncının eniz seviyesin eki d d rr r d d d d eğe i 760 mmHg ola ak ölçülmüştü . Bu eğe 1 atmosfe basınç (atm) şeklin e e ifa e e ilebili . To içelli r r r d r r d d d d r r

d r r r r d d d r r r r

1m uzunluğun aki bi ucu kapalı bi cam bo uya civa koymuştu ve civa olu kaba al ı mışt . Bi mikta

r d r r r d r d d r r

sü e en son a bo unun içe isin eki civanın yüksele ek 760 mm‘ e sabit kal ığını gö müştü .

• P= h. .g d

• SI bi im sistemin e basınç bi imi Pascal (Pa)’ ı ve 1 atm basınç 101325 Pa’a eşit . Yani 1 atm basınçta 1 r d r d r r

r r r r

met eka elik alana 101325 Newton’luk (N) kuvvet etki etğini göste i .

5. Gazlarda Basınç

• İnsan vücu u e i yüzey alanı yaklaşık 1,5 m d d r

olup havanın insan vücu una uygula ığı toplam kuvvet yaklaşık d d

r r

150.000 N veya 15.000 kg’lık yani 15 tonluk bi kuvvet uygulanmış olu .

• Bu u um aslın a ezilmemize ne en olması ge eki ken vücu umuz a bulunan sıvı basıncı yani kan basıncın an d r d d r r d d d d olayı engelen iği için hissetmemekteyiz. d d

• Açık Hava Basıncını Etkileyen Etmenle r

• Sıcaklık

• Mevsim

• Yükseklik

• Ye çekimi r

• Dinamik etkenle r

• Rüzgâ la r r

• Kapalı Kapla aki Gazla ın Basıncı rd r

• Gazla içine konul ukla ı kabın şeklini alı la ve kapalı kapla aki gazla ın basıncı gaz molekülle inin sü ekli ola ak r d r r r rd r r r r

r r d r

kabın iç yüzeyine ça pmala ın an oluşu .

• İç yüzeye ça pma ne ka a fazla ise gazla ın basıncı a o ka a fazla ı . r d r r d d r d r

• Kapalı kapla aki gaz molekülle inin iç yüzeyle e ça pma sayıla ı eşit ol uğun an kabın iç yüzeyin eki he nokta a rd r r r r d d d r d d r

gaz basıncı aynı ı .

5. Gazlarda Basınç

• Kapalı Kapla aki Gazla ın Basıncı rd r

• 1. Sıcaklık ve kabın hacmi sabit ise molekül sayısı a tkça gaz basıncı a a ta yani o antlı ı . r d r r r d r

5. Gazlarda Basınç

• Kapalı Kapla aki Gazla ın Basıncı rd r

• 2. Sıcaklık ve molekül sayısı sabit ise, kabın yani gazın hacmi ile te s o antlı ı . Hacim a tkça r r d r r

r d r r

basınç azalı , hacim azal ıkça basınç a ta .

5. Gazlarda Basınç

• Kapalı Kapla aki Gazla ın Basıncı rd r

• 3 . H a c im v e m ole kü l s a y ıs ı s a b it is e , g a z ın b a s ın c ı m u tla k s ıc a k lık la oğ u d r

r d r r r r r d r r

o antlı ı . Sıcaklık a tkça gaz molekülle inin hızı a ta ve kabın iç yüzeyin e bi im alana ça pma

r r d r d r

sayısı a ta . Bu a basıncın a tmasına ne en olu .

6. Manometreler Kullanarak Akışkanların Basıncını Ölçme

• Akışkanla ın basınçla ını ölçmek için manomet ele kullanılmakta ı . r r r r d r M anomet ele in fa klı r r r

r d r rd r r rd r

çeşitle i bulunmakta ı . Özellikle ‘U’ tpi ve ‘bou an bo ulu’ manomet ele i . U tpi

r r r r r r r r r r d d r

manomet ele U ha fne benze bo ula ile ölçülü . Bu bo ula ın içe isin e civa bulunmakta ı ve

r r r r

basıncı ölçülecek akışkan bu bo unun içine konula ak civanın ha eket gözlemleni ve basınç

r r r d d r d r rd d r d r

ölçümü ge çekleşi . U bo usu ışın a ib eli ve ijital manomet ele e en üst i e yaygın ola ak r

kullanılı .

YOĞUNLUK

• Bi ma r dd enin bi im hacminin kütlesi ola ak tanımlanı . Yoğunluğun iğe a ı a öz kütle i . Bu a a r r r d r d d d r r d

r rd r d r d d r

unutulmaması ge eken hususla an bi i e kütle ve özkütlenin ye çekimin en bağımsız olması ı .

d r r

Özkütle ‘ ’ ile göste ili .

• Ö neğin; r

• Suyun özkütlesi= 1 g/cm3 ü . d r

• Demi in özkütlesi= 7.8 g/cm3 ü . r d r

• Ö nekle en e gö üleceği üze e yoğunluk ; = m/V şeklin e fo mülize e ili . (m= kütle, V= hacim) r rd d r r d d r d r

ÖZGÜL AĞIRLIK

• Bi ma r dd enin bi im hacminin ağı lığı ola ak tanımlanı . Ö neğin suyun özgül ağı lığı 1 cm3 için 1 r r r r r r

d r r d d r d dd r r r

g’ ı . Özgül ağı lık ise ‘p’ ile ifa e e ili . Aşağı a bazı yaygın bilinen ma ele in özgül ağı lıkla ı

r r

ve ilmişt .

MADDE ÖZGÜL AĞIRLIK

Hava 0,0013

Su 1

Zeytnyağı 0,9

Alüminyum 2,7

Kaynaklar

• htp://www. igitalte azi.com/u un etay.asp?k=139&i =185&u un= igital d r r d d r d

• htp://www.istesob.o g.t /esnafa-1674-tl-te azi-cezasi/ r r r

• htp://falezme ikal.com/seca-olcme-ve-ta t-cihazla i.html d r r

• htps://fzik e si.gen.t /basinc-basinc-kuvvet-ne i -kat-basinci-nele e-bagli i / d r r d r r d r

• htps://fzik e si.gen.t /sivi-basinci-ne i -nele e-bagli i -o nekle / d r r d r r d r r r

• htps://www.eokultv.com/sivi-basinci-konu-anlatmi/5891

• htps://phet.colo a o.e u/sims/html/gas-p ope tes/latest/gas-p ope tes_en.html r d d r r r r

• htp://teknikyaz.blogspot.com/2016/01/manomet e.html r

• htp://www.tuncell.com/tnc-kontakli-manomet e-yeniu un_listele-47.htm r r

• htps://www.wika.com.t / g_10_t _t .WIKA r d r r