Basınç, Kuvvet ve Alan Hesaplama (P = F / A)

Basınç nedir?

Basınç, bir yüzeye dik etkiyen kuvvetin o yüzeyin alanına bölümüdür:

P = F / A

F kuvvet (newton), A alan (metrekare), P basınçtır. Birimi pascaldır: 1 Pa = 1 N/m². Pascal küçük bir birim olduğundan gündelik hesaplarda kilopascal (kPa), megapascal (MPa) ve bar kullanılır: 1 bar = 100 kPa.

Aynı kuvvet küçük bir alana uygulanırsa basınç büyür. Bıçağın keskin tarafının kesmesi, raptiyenin sivri ucunun duvara girmesi, kar ayakkabısının kara batmaması bu yüzdendir.

Üç yönlü kullanım

• Basınç: P = F / A
• Kuvvet: F = P × A. Bir pistonun ya da silindirin itme kuvveti böyle bulunur.
• Alan: A = F / P. Belirli bir basıncı aşmamak için gereken en küçük temas alanı.

Örnek

500 N kuvvet 25 cm² alana yayılırsa P = 500 / 0.0025 = 200 000 Pa, yani 200 kPa ya da 2 bar olur.

Çapı 50 mm olan bir pistona 6 bar basınç uygulanırsa alan π × 0.05² / 4 = 0.001963 m², kuvvet 600 000 × 0.001963 = 1178 N çıkar.

60 kg kütleli biri bütün ağırlığını 1 cm² alanlı bir topuğa verirse basınç 588 / 0.0001 = 5.9 MPa olur: bu, yaklaşık 2.5 bar olan otomobil lastiği basıncının yirmi katından fazladır.

Birimlere dikkat

En sık yapılan hata alanı çevirmeden kullanmaktır: 1 cm² = 0.0001 m², 1 mm² = 0.000001 m². Araç çevirmeyi kendisi yapar. N/mm² ile MPa aynı birimdir.

Sınırlar

Sonuç ortalama basınçtır ve kuvvetin yüzeye dik olduğunu kabul eder. Sıvı derinliğinden doğan basınç için hidrostatik basınç aracına bakın.