Katı basıncı, katı cisimlerin yüzeye uyguladıkları dik kuvvete verilen isimdir. Örneğin masanın ayaklarının yere teması veya yürürken yere yaptığımız kuvvet bunların hepsi basınca örnek teşkil eder. Sıvı basıncından farklı olarak, katı basıncında cismin yoğunluğu değil ağırlığı göz önüne alınır. Her ikisinde de yoğunluk ve kütle arttıkça basınç da artar.
Katı Basıncı, günlük hayatta pek çok yerde katı basıncından yararlanırız. Bir çiviyi duvara çakarken çivinin sivri ucunun duvara kolayca girdiğini görürüz. Yani kullandığımız çivinin ucu ne kadar sivri ise o kadar kolay bir şekilde duvara saplanır. Bunun sebebi basınç ile yüzey alanının ters orantılı olmasıdır. Bununla birlikte çiviye uygulanan kuvvet artarsa çivinin duvara girmesi kolaylaşır. O zaman kuvvetle basınç arasında ise doğru orantı vardır diyebiliriz. Kısaca;
- Katı cisimlerin uyguladığı basınç daima kendi ağırlığına eşittir.
- Katı cisimlerin uyguladığı basınç, ağırlığına ve basınç uyguladığı yüzeye bağlı olarak değişir.
- Katı cismin ağırlığı ile basınç doğru orantılıdır.
- Katı cismin basıncı ile cismin dokunma yüzeyinin büyüklüğü ters orantılıdır.
Daha iyi kavramak için konuyu birkaç örnekle pekiştirelim. Basıncı artırmak için kuvveti artırıp yüzey alanını da azaltmak gereklidir. Örneğin:
- Buz pateni ayakkabılarının altında ince metal kullanılması
- Kurşun, tükenmez, renkli ve uçlu kalemlerin uçlarının sivri olması
- Araçların kış mevsiminde kış lastiği veya zincir takmaları
- Futbolda kullanılan krampon ayakkabıların altında sivri çivilerin kullanılması
- İğne, raptiye, vida ve çivi gibi malzemelerin uçlarının sivri olması
- Bıçakların uçlarının keskin yapılması
Katı basıncı azaltmak içinde kuvveti azaltıp yüzey alanını artırmak gereklidir.
Örneğin:
- Binaların iskeleti olarak görev yapan kolon sayılarının artırılması
- Ördek ve penguen gibi hayvanların ayak yapılarının perdeli olması
- Fil, su aygırı gibi yüksek kilolu hayvanların ayaklarının büyük olması
- Trenlerde kullanılan tekerlerin fazla olması
- Kışın karda kullandığımız kar ayakkabılarının tabanının geniş olması
- İş makinesi ve tank gibi ağır araçlarda teker yerine palet kullanılması
Basıncın formülüne gelecek olursak, katı cisimlerde basınç; kuvvetin yüzey alanına bölümü ile elde edilir. Uygulanan kuvveti N (Newton), yüzey alanını ise m² (Metrekare) olarak alırsak sonuç P (Pascal) cinsinden çıkar. Yani: N bölü m² eşittir P formülünü verecektir.
