Hidrostatik basınç
Kısa tanım
Durgun bir sıvının, ağırlığı nedeniyle belirli bir derinlikte her yöne eşit olarak uyguladığı basınç.
Diğer adları: Sıvı basıncı, Durgun sıvı basıncı
Havuzun dibine daldığında kulaklarında hissettiğin baskı, üstündeki su sütununun ağırlığından kaynaklanır. Durgun bir sıvının derinlikle artan bu basıncına hidrostatik basınç denir.
Formül
P = ρ × g × h
- ρ: sıvının yoğunluğu (kg/m³), su için yaklaşık 1.000,
- g: yerçekimi ivmesi, 9,81 m/s²,
- h: sıvı yüzeyinden derinlik (m).
Sonuç paskal (Pa) cinsindendir. Yüzeydeki atmosfer basıncı da hesaba katılırsa toplam (mutlak) basınç P = P₀ + ρgh olur.
Örnek
10 metre derinlikte suyun hidrostatik basıncı 1.000 × 9,81 × 10 = 98.100 Pa, yani yaklaşık 0,98 bardır. Atmosfer basıncı da yaklaşık 1 bar olduğu için 10 metrede bir dalgıcın üzerindeki toplam basınç yaklaşık 2 bardır. Deniz suyunda yoğunluk 1.025 kg/m³ civarında olduğu için değer biraz daha yüksektir. Farklı sıvı ve derinlikler için hidrostatik basınç hesaplama aracını kullanabilirsin.
Kabın şekli önemli mi?
Hayır. Hidrostatik basınç yalnızca derinliğe ve sıvının yoğunluğuna bağlıdır; kabın genişliği ya da şekli fark etmez. İnce bir borudaki 5 metrelik su sütunu ile 5 metre derinliğindeki bir göletin dibindeki basınç aynıdır. Bu durum hidrostatik paradoks olarak bilinir.
Uygulamalar
- Su depoları ve tesisat: çatıdaki depo ile musluk arasındaki yükseklik farkı su basıncını belirler; her 10 metre yaklaşık 1 bar demektir.
- Barajlar: basınç dibe doğru arttığı için baraj gövdeleri tabanda daha kalın yapılır.
- Hidrolik sistemler: Pascal ilkesiyle küçük bir kuvvet büyük bir kuvvete dönüştürülür; bunun hesabı için hidrolik silindir kuvveti aracı vardır.
- Tıp: serum şişesinin hastadan daha yükseğe asılması bu ilkeye dayanır.
Karıştırılan kavram
Hidrostatik basınç durgun sıvılar içindir. Akan sıvılarda hıza bağlı dinamik basınç da devreye girer ve Bernoulli denklemiyle incelenir.