Sevgili öğrenciler, bu soru akışkanlar mekaniğinin temel prensiplerinden birini anlamamızı gerektiriyor. Bir boruda akan suyun davranışını inceleyelim ve bu durumu hangi fizik ilkesinin açıkladığını bulalım.
Soruda da belirtildiği gibi, bir su borusunun kesit alanı daraldıkça, borudan akan suyun sürati artar. Peki neden? Bu durum, "Kütlenin Korunumu İlkesi"nin akışkanlar için bir uygulaması olan "Süreklilik Denklemi" ile açıklanır. Süreklilik Denklemi'ne göre, sıkıştırılamaz bir akışkan için bir borunun herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen kütle miktarı sabittir. Matematiksel olarak bu durum, $A_1 v_1 = A_2 v_2$ şeklinde ifade edilir. Burada $A$ kesit alanı, $v$ ise akışkanın süratidir. Eğer borunun kesit alanı ($A$) azalırsa, aynı miktarda suyun geçebilmesi için süratinin ($v$) artması gerekir. Bu, bir bahçe hortumunun ucunu sıktığımızda suyun daha hızlı fışkırmasıyla gözlemlediğimiz durumun aynısıdır.
Şimdi gelelim asıl sorumuza: Suyun sürati arttığında, borunun çeperlerine uyguladığı basınç nasıl değişir? Bu ilişkiyi açıklayan temel ilke "Bernoulli İlkesi"dir. Bernoulli İlkesi, ideal bir akışkanın (sürtünmesiz ve sıkıştırılamaz) akışı sırasında enerji korunumu prensibini ifade eder. Yatay bir boru için (yani yükseklik farkının ihmal edilebilir olduğu durumlarda), Bernoulli İlkesi basitçe şu şekilde ifade edilebilir: $P + \frac{1}{2}\rho v^2 = \text{sabit}$.
Bu denklem bize şunu söyler: Bir akışkanın statik basıncı ile dinamik basıncının toplamı sabittir. Dolayısıyla, eğer akışkanın sürati ($v$) artarsa, dinamik basınç ($\frac{1}{2}\rho v^2$) artar. Toplamın sabit kalabilmesi için, statik basıncın ($P$) azalması gerekir. Yani, suyun sürati arttığında, borunun çeperlerine uyguladığı basınç azalır.
Sonuç olarak, borunun daraldığı bölgede suyun sürati artar ve bu sürat artışı nedeniyle suyun çeperlere uyguladığı basınç azalır. Bu durum, Bernoulli İlkesi ile açıklanır.
Cevap B seçeneğidir.
