Akışkanlar Mekaniği
Kütlesi 6 gr olan bir sıvının hacmi 8 cm3 ise yoğunluğunu hesaplayınız.
ρ=M/V olduğuna göre
ρ= 6/8= 0.75 gr/cm3 olarak hesaplanır.
Birbirine karışabilen yoğunluğu 0.8 g/cm3 olan 3 litre A sıvısı ile yoğunluğu 0.7 g/cm3 olan 2 litre B sıvısı karıştırılarak elde edilen karışımın yoğunluğu ne olur?
ρort =(ρ1V1+ρ2V2)/(V1+V2) olduğuna göre
ρort = (0.8x3 + 0.7x2)/(2+3)=(2.4+1.4)/5=0.76 g/cm3
İçerisinde 0.97 g/cm3 yoğunluğunda bir sıvının dolu olduğu kabın derinliği 10 cm'dir. kabın tabanındaki basıncı hesaplayınız. (g=9.8 m/s2)
P =ρ h g
=(970 kg/m3) x (0.1 m) x (9.8 m/s2)= 950,6 Pa
Bir sıvının yaptığı basınç hangi değişkenlere bağlıdır?
Bir sıvının yaptığı basınç, sıvının yoğunluğuna, yüksekliğine ve bulunduğu yerdeki yerçekimi ivmesinin büyüklüğüne bağlıdır.
Deniz seviyesinde açık hava basıncı kaç cmHg'dir?
Açık hava basıncı konusunda ilk deneyleri Torricelli yapmıştır. Deniz seviyesinde cıva kullanarak yaptığı ölçümlerde açık hava basıncını 76 cmHg bulmuştur.
Pascal yasası nedir?
Pascal sıvıların basıncı iletmesi konusunda ise “Kapalı bir kapta bulunan bir sıvıya dışardan yapılan basınç, sıvı tarafından bu sıvının her noktasına ve kabın çeperlerine aynen iletilir” ifadesini kullanmıştır. Bu ifade Pascal yasası olarak bilinir.
Akışkanlarda basınç nelere bağlıdır?
Akışkanlarda basınç, içinde bulunduğu borunun çapı ya da yüzey büyüklüğüne bağlı değildir. Sadece hızına ve yüksekliğe bağlıdır.
Bir cenderenin kollarındaki alanların biri diğerinden 10 kat büyükse uygulanan kuvvet kaç kat büyümüş olur?
F1/A1 = F2/A2 eşitliğine göre etki de 10 kat artmış olur.
Yoğunluğu 0,90 g/cm3 olan durgun bir sıvıda 10 cm3 hacimli katı bir cisim yüzüyor. Yoğunluğu 0,60 g/cm3 olan katı cismin sıvıya batan kısmının hacmi ne olur?
Vbatanxρsıvıxg=Vkatıxρkatıxg
Vbatan=10.0,6/0,9=6,67 cm3
Kohezyon ve adhezyon tanımlarını yapınız.
Kohezyon aynı tip moleküller arasındaki kuvveti ifade ederken, adhezyon farklı tip moleküller arasındaki kuvveti ifade eder.
Viskozite nedir?
Bir akışkanın akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite adı verilir. Örneğin sıvı haldeki bir akışkan düz bir yüzey üzerinde akıyorsa, yüzeyle temas halindeki sıvı tabakası adezyon kuvveti nedeniyle hareketsiz kalır, onun üstündeki sıvı molekülleri ilk tabaka üzerinde yavaş hareket eder, üçüncü tabaka ise ikinciye göre daha hızlı hareket eder. Yüzeyden uzaklaştıkça sıvı tabakalarının hızı büyür. Bir sıvının, sıcaklık arttıkça viskozitesi azalır.
İç akış ve dış akış kavramlarını tanımlayınız.
Bir akışkan eğer boru gibi sınırlayıcı bir kabın içinde akıyorsa, bu tür akış türüne iç akış, eğer böyle fiziksel bir sınır yoksa dış akış olarak tanımlanır. Otomobil, uçak ve gemilerin etrafındaki hava akışı dış akıştır.
Laminer akış ya da türbülanslı akış kavramlarını tanımlayınız.
İç akışlar laminer akış ya da türbülanslı akış olarak incelenebilir. Akışkanın akışı katmanlar halinde modellenebiliyorsa, akışkanın her parçası düzgün bir doğru boyunca akıyorsa buna laminer (kararlı) akış denir. Akışkanın içinde bulunduğu kanalın sınır yüzeyleri bir başka cisme temas etmesi ya da akışkanın kendi içindeki sürtünmesi akış hızında düzensiz değişikliklere neden olabilir. Bu tür düzensiz akışa türbülanslı akış ya da girdap akışı denir. Türbülanslı akış çok düzensiz ve karmaşık olabilir.
3 m/s hızla, 5 cm yarıçaplı bir borudan akan akışkanın geçtiği borunun yarıçapı yarıya düşürülürse akışkanın hızı ne olur?
v1/v2 = r22/r12
3/V2=2,52/52
V2=12 m/s
Kılcallık nedir?
Kılcallık bir sıvının çapı küçük olan boruların içinde yükselmesi ya da alçalması olayıdır. Bu olayın nedeni hem sıvı molekülleriyle borunun yapıldığı malzemenin molekülleri arasındaki adezyon hem sıvı molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetidir.
Yoğunluğu 1,20 g/cm3olan durgun bir sıvıda 10 cm3 hacimli katı bir cisim yüzüyor. Katı cismin sıvıya batan kısmının hacmi 8 cm3 olduğuna göre bu cismin yoğunluğu nedir?
Vbatan .ρsu.g=Vkatı .ρkatı.g
8.1,20=10.ρkatı
ρkatı=0,96 g/cm3
Su cenderesi ile çalışan sistemde yükün konduğu kaldırma tablasının altındaki pistonun alanı 2 m2, kuvvet uygulanan kolun altındaki pistonun alanı ise 0,1 m2 dir. Cendereye 400 N kuvvet uygulandığında kaldırılabilecek kuvvet nedir?
F1/A1= F2/A2
4000/0,1=F2/2
F2=80000= 80 Ton
Akış çizgisi nedir?
Akışkan akışını incelemek için kullanılan araçlardan biri akış çizgisi ya da akış yoludur. Akışkanın içinde olduğu varsayılan bir parçacığın akış ile birlikte izlediği yola akış yolu ya da akış çizgisi denir. Akışkanın hız vektörü ve akış çizgileri daima birbirine paraleldir.
20 m/s hızla, 10 cm yarıçaplı bir borudan akan akışkanın hızının dörtte birine düşmesi için yarıçapının ne olması gerekir?
v1/v2 = r22/r12
20/5=r2/102
r2=20 cm
Birbirine karışmayan farklı yoğunluğa sahip akışkanlar karıştırıldığında görüntü nasıl olur?
Farklı yoğunluktaki birbiriyle karışmayan akışkanlar bir kaba konulduğunda, yoğunlukları büyükten küçüğe olacak şekilde aşağıdan yukarıya doğru sıralanır. En yukarıda en düşük yoğunluklu akışkan yer alır.