Bernoulli İlkesi Hakkında Bilgi

BERNOULLİ İLKESİ (YASASI)

Akışkanların hareketlerini ve bu hareketler sırasın­da, bu akım borusunun içindeki hız, basınç ve yükseklikler arasındaki iliş­kileri açıklayan yasa.

Hollandalı mate­matikçi Daniel Bernoulli’nin (1700- 1782) koyduğu yasa, her biri bir uzun­luk boyutuna sahip üç terimin topla­mından oluşan bir denklemle tanımla­nır. Bu üç terim sırasıyla:

  • Hız yüksekliği ya da akışkanın, akım borusu içindeki bir noktada v hı­zını kazanabilmesi için, harekete baş­ladığı yükseklik;
  • Basınç yüksekliği ya da akım boru­su içindeki bir noktada p hidrostatik basıncının oluşması için gerekli, dur­gun bir sıvı sütunun yüksekliği;
  • Söz konusu noktanın akım borusu içindeki yüksekliği.

Bernoulli yasasına göre bu üç yüksek­liğin toplamı değişmez. Bernoulli ya­sasını tanımlayan denklem, ancak ide­al ve sıkıştırılamayan sıvıların akışları durumunda tam doğru sonuçlar verir. Gerçek sıvıların akışında ise sürtünme etkileri nedeniyle yaklaşık sonuçlara götürür.

Bernoulli denklemi, bir akış­kanın akım çizgileri boyunca enerjinin korunumu ilkesi uygulanarak bulunur. Buna bağlı olarak yasa, şöyle tanımla­nabilir.

İdeal bir sıvının akışı duru­munda, aynı bir akım çizgisi içinde bulunan her noktadaki hareket enerjisi (kinetik enerji), basınç ve durum enerjisinin (potansiyel enerji) toplamı değişmez. Sonuç olarak bir akım borusu içindeki akışkanın basıncı, hızın büyük olduğu kesitlerde küçüktür; çünkü hızın büyük olduğu yerlerde akım çizgileri sıklaşır ve basınç düşer.

Bernoulli yasası, bir gaz ya da sıvı akışkanın akım yolu üzerinde, bu akışı engelleyen bir cisim bulunduğu zaman önem kazanır. Bu durumda akışkan veli cisim birbirine göre hareket ederler. Akış sırasında ortaya çıkan basınç kuvvetleri engelin, akım yolu üzerinde hareketsiz durmasına ya da durgun bir sıvı içerisinde hareket etmesine bağlı değildir. Yasa her iki durumda da aynı sonucu verir.

BERNOULLİ YASASI ÖRNEKLERİ

Sıvı ya da gaz halindeki akışkanların ya da bu ortamlar içindeki cisimlerin hareketleri sırasında gözlenen birçok olay, Bernoulli yasasıyla açıklanır. Örneğin,

  • Bir musluktan akan suya parmağımızı değdirdiğimizde su parmağımıza doğru sapar. Çünkü suyun akış hızı parmağa değdiği yerde artar, akım çizgileri sıklaşır ve basınç düşer. Böylece su daha büyük olan hava basıncının etkisiyle parmağa doğru ittirilir.
  • Yüksekçe bir yerden bırakılan bir kâğıt tabakasının düşerken yalpalaması;
  • Birer iple biraz aralıklı olarak asılmış iki küre arasından üflendiğinde, bu kürelerin birbirine yaklaşması;
  • Hızlı hareket eden taşıtların, geçtiği yerlerdeki hafif cisimleri kendine doğru çekmesi;
  • Zıt yönlerde hareket eden iki taşıtın karşılaştıkları sırada birbirine doğru itilmesi;
  • İçinden su akan biri hortumun, suyun dışarıya aktığı ucunun gelişi güzel hareketler yapması,

Bernoulli yasasıyla açıklanan olaylardan yalnızca birkaçıdır.

Teknik uygulamada uçak ve öteki hava taşıtlarının modelleri, önce rüzgâr kanallarında denenir. Bu denemelerde kanal içinde hareketsiz duran model güçlü bir hava akımının etkisine bırakılarak aerodinamik yapısı’nın Bernoulli denklemine uygunluğu incelenir. Aynı işlem otomobil ve öteki kara taşıtlarına da uygulanır. Gemi yapımında da gemi modelleri, aynı amaçla su kanallarında denenir. Bu deneylerde gemi modelleri, kanalda bulunan durgun suda yüzdürülür.

Akışkanlardaki hidrodinamik basınçları ve akış hızlarını ölçen borular, bu yasaya uygun olarak çalışır.

kaynak:Alfabetik Okul Ansiklopedisi -GÖRSEL YAYINLAR 1998