Mühendislik Akışkanlar Mekaniği Uygulama Soruları ve Çözümleri
Akışkanlar mekaniği, sıvıların ve gazların hareketini inceleyen bir mühendislik dalıdır. Bu alan, uçakların ve gemilerin tasarımı, su pompalarının ve türbinlerinin çalışması ve hava durumu tahmini gibi birçok alanda kullanılır.
Bu makalede, mühendislik akışkanlar mekaniği ile ilgili uygulama soruları ve çözümleri sunulmuştur. Bu sorular, akışkanlar mekaniğinin temel kavramlarını ve uygulamalarını anlamanıza yardımcı olacaktır.
Soru 1:
Bir boru içinde akan suyun hızı 2 m/s’dir. Borunun çapı 10 cm’dir. Suyun akış hızı kaç m³/s’dir?
Çözüm:
Suyun akış hızı, borunun kesit alanı ile suyun hızının çarpımına eşittir. Borunun kesit alanı, πr² formülü ile hesaplanabilir. Bu durumda, borunun yarıçapı 5 cm’dir.
Suyun akış hızı = πr² * suyun hızı
Suyun akış hızı = π * (5 cm)² * 2 m/s
Suyun akış hızı = 157,08 cm³/s
Soru 2:
Bir su pompası, 10 m yüksekliğe 1000 kg su pompalamaktadır. Pompanın gücü kaç watt’tır?
Çözüm:
Pompanın gücü, suyun potansiyel enerjisinin artış hızına eşittir. Suyun potansiyel enerjisi, mgh formülü ile hesaplanabilir. Bu durumda, suyun kütlesi 1000 kg, yerçekimi ivmesi 9,8 m/s² ve suyun yükseldiği yükseklik 10 m’dir.
Pompanın gücü = mgh
Pompanın gücü = 1000 kg * 9,8 m/s² * 10 m
Pompanın gücü = 98.000 watt
Soru 3:
Bir uçak kanadının üst yüzeyindeki hava hızı 100 m/s, alt yüzeyindeki hava hızı ise 80 m/s’dir. Kanadın alanı 20 m²’dir. Uçağın kaldırma kuvveti kaç newton’dur?
Çözüm:
Uçağın kaldırma kuvveti, kanat üzerindeki hava basıncı farkının kanat alanına uyguladığı kuvvete eşittir. Hava basıncı farkı, Bernoulli denklemi ile hesaplanabilir.
Uçağın kaldırma kuvveti = 1/2 * ρ * (hava hızının karesi) * kanat alanı
Uçağın kaldırma kuvveti = 1/2 * 1,225 kg/m³ * (100 m/s – 80 m/s)² * 20 m²
Uçağın kaldırma kuvveti = 110.250 newton
Faydalı Siteler ve Dosyalar:
- Akışkanlar Mekaniği Ders Notları
- Akışkanlar Mekaniği Uygulama Soruları ve Çözümleri
- Akışkanlar Mekaniği Çözümlü Sorular