Akışkan nedir? Akışkan direnci nedir? Akışkan direncini etkileyen faktörler, nelere bağlıdır, hakkında bilgi.
AKIŞKAN DİRENCİ
Sıvı ve gazların fen bilimlerindeki ortak adı “akışkan” dır. Buraya dek gördüğümüz hareketlerin hiç birinde hava direncini ve sürtünmesini göz önüne almadık. Oysa, serbest düşme ve atış hareketleri atmosferden çok etkilenirler ve bu nedenle de bizim incelediğimiz biçimden oldukça karmaşıktırlar. Sıvı ve gazlar içinde yol alan cisimlere hareketi engelleyici kuvvetler etkir. Bu kuvvetlere “akışkan direnci” denir. Bu direncin nedeni, sıvı ya da gaz moleküllerinin cisme çarpması veya cismin yüzeyine sürtünmesidir.
AKIŞKAN DİRENCİ NELERE BAĞLIDIR?
Akışkan direncinin nedeni, sıvı ya da gaz moleküllerinin cismin yüzeylerine çarpması olduğuna göre bu etkileşmeye nelerin etki edeceğini düşünerek çıkarabiliriz.
En başta, akışkan içindeki tanecik yoğunluğuna bağlı olmalıdır. Birim hacimdeki molekül sayısı büyük olursa cismin yüzeyine çarpan molekül sayısı artar. Bu da direncin artmasına neden olur. O halde akışkan direnci, akışkanın özkütlesiyle doğru orantılı olmalıdır. Bu nedenle direnç kuvveti, akışkanın cinsine bağlıdır diyebiliriz.
İkinci olarak da cismin yüzeyine bağlı olmalıdır. Ancak bu yüzey cismin tüm yüzeyi değildir. Moleküllerin çarptığı bölgenin yüzeyidir. Moleküller cisme hareket yönüne göre çarparlar, örneğin hızla giden bir arabaya hava molekülleri önden çarpar. Yandan ve arkadan pek etkilemez. İşte bu nedenle akışkan direncine etkin yüzey cismin tüm yüzeyi değil, hareket doğrultusuna dik alınan en büyük kesitin yüzeyidir. Direnç kuvveti bu yüzeyle de doğru orantılı olmalıdır.
Hareket doğrultusuna dik kesit ise cismin geometrik biçimine bağlı olacağı için direnç kuvvetine cismin biçimi de etkili olmalıdır.
Son olarak da hıza bağlı olacağını düşünebiliriz. Cismin hızı arttıkça moleküller cismin yüzeyine daha hızlı çarpacaklarından daha fazla kuvvet uygularlar. Hem cisim, hem de akışkan hareketli olursa etkileşme daha değişik olur. Örneğin cisim belli bir hızla giderken akışkan da ters yönde aksa, çarpışmaya etkili hız, iki hızın toplamı olur. Demek ki direnç kuvveti, hareketin bağıl hızıyla orantılı olacaktır.
Bu düşüncelerden hareketle akışkan direnci :
I. Akışkanın cinsine bağlıdır.
II. Cismin geometrik şekline bağlıdır.
III. Hareket doğrultusuna dik on büyük kesitle doğru orantılıdır.
IV. Hareketin bağıl hızına bağlı ve doğru orantılıdır.
