Akışkanların hızı ile basınç arasındaki ilişkiyi açıklayan ilkeye Bernoulli ilkesi denir. Bu ilke, akışkanların hızlı aktığı yerde basıncın düştüğünü, yavaş aktığı yerde basıncın arttığını söyler. Bu ilke, akışkanların sabit bir enerjiye sahip olduğunu ve bu enerjinin kinetik enerji (hız) ve potansiyel enerji (basınç) şeklinde değişebileceğini varsayar.
Akışkanların hızı ile basınç arasındaki ilişkiyi şu formülle gösterebiliriz:
P + 1/2 ρv 2 + ρgh = sabit
Burada P akışkanın basıncı, ρ akışkanın yoğunluğu, v akışkanın hızı ve h akışkanın yüksekliğidir. Bu formül, akışkanın herhangi bir noktasındaki toplam enerjiyi ifade eder. Eğer akışkanın yüksekliği değişmezse, formül şöyle yazılabilir:
P + 1/2 ρv 2 = sabit
Bu formül, akışkanın hızının artması durumunda basıncının azalacağını, hızının azalması durumunda basıncının artacağını gösterir.
Bernoulli ilkesinin günlük hayatta pek çok uygulaması vardır. Örneğin:
-
Bir uçağın kanatları öyle tasarlanmıştır ki, kanatların üst kısmından akan hava alt kısmından akan havadan daha hızlıdır. Bu sayede kanatların üstündeki basınç altındaki basınçtan daha düşük olur ve uçağa kaldırma kuvveti uygulanır.
-
Bir parfüm şişesindeki sıkma düzeneği, şişenin içindeki sıvının hızlı bir şekilde dışarı çıkmasını sağlar. Bu sayede şişenin içindeki basınç dışarıdaki basınçtan daha düşük olur ve şişeye dışarıdan hava girer.
-
Bir bahçe hortumunun ucunu sıkarak suyun hızını arttırabiliriz. Bu sayede suyun basıncı azalır ve suyun menzili uzar.
-
Bir aspiratör, havanın hızlı bir şekilde hareket etmesini sağlayarak ortamdaki havanın basıncını düşürür. Bu sayede ortama dışarıdan daha yüksek basınçlı hava girer ve ortam havalandırılır.
