Bernoulli yasası nedir, ne işe yarar? Bernoulli Yasasının temelleri, kullanım alanları, özellikleri, örnekleri ve formülü hakkında bilgi.
Bernoulli Yasası
Bernoulli Yasası; akışkanların hareketlerini ve bu hareketler sırasında, bu akım borusunun içindeki hız, basınç ve yükseklikler arasındaki ilişkileri açıklayan yasadır. 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:
1) Hız yüksekliği ya da akışkanın, akım borusu içindeki bir noktada v hızını kazanabilmesi için, harekete başladığı yükseklik;
2) Basınç yüksekliği ya da akım borusu içindeki bir noktada p hidrostatik basıncının oluşması için gerekli, durgun bir sıvı sütunun yüksekliği;
3) 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 ve 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. 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; içinden su akan bir 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.
