Bernoulli İlkesi Nedir?
Bernoulli İlkesi, akışkanlar dinamiğinde (hidrodinamik) temel bir prensiptir. İsviçreli matematikçi Daniel Bernoulli'den (1700-1782) adını alan bu ilke, akışkanların hızı ile basıncı arasındaki ters orantıyı ifade eder.
Temel Prensip
Bernoulli İlkesi'ne göre, sürtünmesiz bir akışkanın akış çizgisi boyunca, akışkanın hızının arttığı yerlerde basıncı azalır; hızının azaldığı yerlerde ise basıncı artar.
Bu durum, enerjinin korunumu yasasının akışkanlar için uygulanmış halidir. Bir akışkanın toplam enerjisi sabittir ve bu enerji üç bileşenden oluşur:
- Basınç Enerjisi: Akışkanın basıncından kaynaklanır.
- Kinetik Enerji: Akışkanın hareketinden (hızından) kaynaklanır.
- Potansiyel Enerji: Akışkanın yüksekliğinden (konumundan) kaynaklanır.
Bernoulli Denklemi matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:
\( P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho g h = \text{sabit} \)
- P: Akışkanın basıncı
- ρ (rho): Akışkanın yoğunluğu
- v: Akışkanın hızı
- g: Yer çekimi ivmesi
- h: Yükseklik (referans noktasına göre)
Günlük Hayattan Örnekler
- Uçak Kanatları: Uçağın kanadının üst tarafı daha kavislidir. Bu, havanın üst tarafta daha hızlı, alt tarafta daha yavaş hareket etmesine neden olur. Bernoulli İlkesi'ne göre hızlı hareket eden havanın basıncı düşük, yavaş hareket eden havanın basıncı yüksek olur. Bu basınç farkı, kanadı yukarı doğru kaldıran kaldırma kuvvetini oluşturur.
- Sprey Kutuları: Spreyin üstündeki pompayı sıktığınızda, hava dar bir borudan hızla geçer. Bu hızlı hava akışı, basıncın düşmesine neden olur. Düşük basınçlı bu bölge, sıvının yukarı emilerek püskürtülmesini sağlar.
- Yoldan Geçen Bir Kamyonun Yanındaki Araba: Hızla geçen bir kamyon, araba ile kendi arasında dar bir boşluk yaratır. Bu dar boşlukta hava hızlanır ve basıncı düşer. Arabanın diğer tarafındaki hava ise nispeten daha yavaş hareket ettiği için basıncı daha yüksektir. Bu basınç farkı, arabayı kamyona doğru çeker ve sürücü için tehlikeli bir durum oluşturabilir.
Önemli Uyarı
Bernoulli İlkesi, akışkanın sıkıştırılamaz ve sürtünmesiz (viskozitesiz) olduğu ve kararlı akış durumunda geçerlidir. Gerçek hayatta bu koşullar tam olarak sağlanamasa da, ilke birçok olayı anlamak için mükemmel bir temel sağlar.
