🧪 Katı Basıncı Nedir?
Katı basıncı, katı bir cismin bir yüzeye uyguladığı dik kuvvetin, o yüzeyin alanına oranıdır. Yani, bir cisim ne kadar kuvvetle bir yüzeye bastırırsa ve bu kuvvet ne kadar küçük bir alana yayılırsa, basınç o kadar büyük olur.
- 💪 Kuvvet (F): Birimi Newton (N)'dur. Katı cismin yüzeye uyguladığı dik kuvvettir.
- 📏 Yüzey Alanı (A): Birimi metrekare (m²) 'dir. Kuvvetin uygulandığı alandır.
- pressure Basınç (P): Birimi Pascal (Pa)'dır. Basınç, kuvvetin yüzey alanına oranıdır.
Basıncı hesaplamak için şu formülü kullanırız:
$P = \frac{F}{A}$
🧱 Katı Basıncını Etkileyen Faktörler
Katı basıncını etkileyen iki temel faktör vardır:
- 📈 Kuvvet: Uygulanan kuvvet arttıkça basınç da artar.
- 📉 Yüzey Alanı: Yüzey alanı arttıkça basınç azalır.
📌 Örnek Soru 1
Ağırlığı 60 N olan bir tuğla, yatay bir zemine farklı yüzleri üzerinde yerleştiriliyor. Tuğlanın yüzey alanları 10 cm² ve 20 cm² olduğuna göre, tuğlanın zemine uyguladığı en büyük ve en küçük basınç değerlerini bulunuz.
Çözüm:
En büyük basınç için en küçük yüzey alanını, en küçük basınç için ise en büyük yüzey alanını kullanmalıyız.
* En büyük basınç: $P_{max} = \frac{F}{A_{min}} = \frac{60 N}{10 cm^2} = \frac{60 N}{0.001 m^2} = 60000 Pa$
* En küçük basınç: $P_{min} = \frac{F}{A_{max}} = \frac{60 N}{20 cm^2} = \frac{60 N}{0.002 m^2} = 30000 Pa$
📌 Örnek Soru 2
Ağırlığı 20 N olan bir küp, bir zemine yerleştiriliyor. Küpün bir kenar uzunluğu 0.1 m olduğuna göre, küpün zemine uyguladığı basıncı hesaplayınız.
Çözüm:
Küpün yüzey alanı: $A = (0.1 m)^2 = 0.01 m^2$
Basınç: $P = \frac{F}{A} = \frac{20 N}{0.01 m^2} = 2000 Pa$
📌 Örnek Soru 3
Ağırlığı $40 N$ olan bir cisim, $2 m^2$ alana sahip bir yüzeye dik olarak etki ediyor. Buna göre yüzeye uygulanan basınç kaç Pascaldır?
Çözüm:
$P = \frac{F}{A}$ formülünü kullanırız.
$P = \frac{40 N}{2 m^2} = 20 Pa$
📌 Örnek Soru 4
Bir öğrenci, ağırlığı $50 N$ olan bir kitabı, alanı $0.05 m^2$ olan bir yüzeye koyuyor. Kitabın yüzeye uyguladığı basınç kaç Pascaldır?
Çözüm:
$P = \frac{F}{A}$ formülünü kullanırız.
$P = \frac{50 N}{0.05 m^2} = 1000 Pa$
📌 Örnek Soru 5
Ağırlıkları sırasıyla $20 N$ ve $30 N$ olan iki cisim, aynı yüzeye yerleştiriliyor. Birinci cismin yüzey alanı $0.1 m^2$ ve ikinci cismin yüzey alanı $0.2 m^2$ ise, hangi cismin yüzeye uyguladığı basınç daha fazladır?
Çözüm:
Birinci cismin basıncı: $P_1 = \frac{20 N}{0.1 m^2} = 200 Pa$
İkinci cismin basıncı: $P_2 = \frac{30 N}{0.2 m^2} = 150 Pa$
Birinci cismin basıncı daha fazladır.
