U borusu, genellikle sıvıların basınç farklarını ölçmek veya dengelemek için kullanılan basit ama etkili bir laboratuvar aracıdır. Adını İngilizce "U" harfinin şeklinden alan bu düzenek, fiziğin temel prensiplerini gözlemlememizi sağlayan pratik bir araçtır.
U borusu, genellikle cam veya şeffaf plastikten yapılmış, "U" şeklinde kıvrılmış bir tüpten oluşur. İki kolu birbirine bağlanmış ve içine genellikle su, cıva veya renkli sıvılar konularak kullanılır.
U borusunun çalışma prensibi, sıvıların basınç altındaki davranışına dayanır. Pascal prensibine göre, kapalı bir kaptaki sıvıya uygulanan basınç, sıvının her yerine aynen iletilir. Bu nedenle U borusunun iki kolundaki sıvı seviyeleri, basınç farkı olduğunda değişiklik gösterir.
U borusunun bir koluna bilinmeyen basınç uygulanır, diğer kolu açık bırakılır. İki koldaki sıvı seviyesi farkı ölçülerek basınç değeri hesaplanır. Formülü:
\( P = \rho \cdot g \cdot h \)
Burada \( P \) basınç, \( \rho \) sıvının yoğunluğu, \( g \) yerçekimi ivmesi, \( h \) ise sıvı seviyeleri arasındaki yükseklik farkıdır.
U borusuna farklı yoğunluktaki iki sıvı konularak denge durumu gözlemlenir. Yoğunluğu bilinen bir sıvı kullanılarak, bilinmeyen sıvının yoğunluğu hesaplanabilir.
U borusu, görünüşte basit olmasına rağmen, sıvı basıncı ve hidrostatik denge gibi temel fizik kavramlarını anlamamıza yardımcı olan değerli bir eğitim aracıdır. Hem okullarda hem de endüstride yaygın olarak kullanılan bu basit düzenek, bilimsel prensipleri somutlaştırarak öğrenmeyi kolaylaştırır.
