الرئيسية
تعريف المائع
المائع : هو كل مادة لها خاصية الجريان أو الإنتشار
ويمكننا على هذا أن نقول أن الموائع هي السوائل والغازات
الضغط : هو القوة العمودية المؤثرة على وحدة المساحات
استنتاج قانون ضغط السائل
س / ق = ض
بما أن
جـ
x
ث
x
ح
=
ق
وحيث
س / جـ x ث x ح =
ض
إذن
س / جـ x ث x ف x س = ض ومنه
:
وبالاختصار نجد أن
جـ x ث x ف = ض
ولكن لأن الهواء الجوي يضغط ايضاً على سطح السائل فإن :ـ
ضغط السائل عند نقطة ما = الضغط الجوي + ضغط عمود السائل المؤثر على النقطة
ف x ث x جـ + ض =
ومنه يمكن أن نقسم ضغط السائل المؤثر على السطح إلى : ـ
الضغط على القاعدة :ـ
أـ
ث x ف x جـ = ض ( القاعدة )
س ( القاعدة ) x ض ( القاعدة ) = ق ( القاعدة ) حيث
الضغط على جدار الإناء:ـ ب ـ
2 / ض + 1 ض = ض
س
x متوسط الضغط =
ق
حيث
قياس الضغط
أولاً : قياس الضغط الجوي
يستخدم لقياس الضغط الجوي عدة أنواع من الأجهزة لكن أشهرها على الأطلاق الجهاز المعروف بجهاز تورشلي ( البارومتر الزئبقي ) والذي
سمي باسم العالم الإيطالي تورشلي ويتركب من :ـ
ـ1-حوض زجاجي
ـ2- أنبوب زجاجي 1م مفتوح من طرف ومغلق من الطرف الآخر
ـ3- زئبق
ـ4- مسطرة
وقد وجد تورشلي أن الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر 76 سم زئبق ووجد أن ارتفاع عمود الزئبق يقل كلما اتجهنا الى الأعلى دلالة على انخفاض الضغط كما أنه يزيد كلما اتجهنا الى الأسفل دلالة على ارتفاع الضغط,ويمكننا تعليل ذلك بأن عمود الهواء الجوي المؤثرعلى وحدة المساحات يكون
جـ
x
ث
x
ف
=
ض
حيث
9.8 x 13600 x 0.76 =
ض
إذن
باسكال 101300 =
أقل ارتفاعاً وبالتالي أقل ثقلاً وبالتالي أقل ضغطاً كلما اتجهنا للأعلى والعكس صحيح كلما اتجهنا الى الأسفل يزداد ارتفاع عمود الهواء وبالتالي يزداد ثقله ويزداد ضغطه
ثانياً : قياس ضغط مائع محصور
هناك جهاز آخر يستخدم لقياس ضغط المائع المحصور ويسمى المانومتر ويجد عدة أشكال من المانومتر ولكنها تتفق في فكرة عملها والتي تعتمد على حساب الفرق بين ارتفاع السائل في الانبوبين ومن ثم التعويض في قانون الضغط التالي
ضغط عمود السائل في الشعبة المفتوحة +
الضغط الجوي
= ضغط المائع المحصور
جـ x ث x
Δف
+
الضغط الجوي
= ض
الأمثلة
وصلت أسطوانة غاز بجهاز مانومتر يحتوي على سائل الزئبق , غاز بجهاز مانومتر يحتوي على سائل الزئبق في الشعبة القصيرة مسافة مقدارها 20 سم , احسب الضغط المطلق للغاز , إذا علمت أن الضغط الجوي 101300 باسكال وكثافة الزئبق 13600 كجم/ م3 ؟
نوجد فرق الارتفاع بين مستوى الزئبق في الشعبتين
Δف =40سم
جـ
x
ث
x
Δف
=
ض
9.8
x
13600
x
0.4
=
باسكال
53300
=
ضغط المعيار
+ الضغط ج = الضغط المطلق
53300 + 101300 =
باسكال 154600 =
اسمه : ايفانجلستا تورشللي
ولادته : ايطاليا 1608م
حياته العلمية : تلقى تعليمه في روما ثم عمل في تدريس الرياضيات خلفاً للعالم جاليلو في فلورنسا , وقد اخترع مققياس الضغط الجوي ـ البارومتر الزئبقي ـ عام 1643م وصنع مجهرا بدائيا وحسن المنظار الفلكي كما درس خصائص الأشكال شبه الدائرية في الهندسة المستوية
وفاته : 1647م
مبدأ باسكال
ينص مبدأ باسكل على أنه " إذا سلط ضغط إضافي على سائل محصور فإن هذا الضغط سوف ينتقل إلى جميع أجزاء السائل بالتساوي "ـ
تطبيقات على مبدأ باسكال
ـ المكبس الهيدروليكي
يعتمد المكبس الهيدروليكي في عمله على موازنة الضغط بين عموديه بحيث يصبح مجموع الضغوط المؤثرة في الطرف الأول مساوية لمجموع الضغوط المؤثرة في الطرف الثاني
وفي حالة تساوي ارتفاع عمودي المائع المحصور يمكننا استخدام القانون : ق1 * س2 = ق2 * س1
فالنسبة بين القوتين تساوي النسبة بين مساحتي الأسطوانتين
ـ الكوابح
قاعدة أرخميدس
تنص قاعدة أرخميدس على أن الجسم المغمور في مائع يتعرض لقوة تدفعه رأسياً إلى الأعلى ومقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه هذا الجسم
وعلى هذا يمكن تطبيق قاعدة أرخميدس في حالتين :ـ
الأولى غذا كان الجسم مغمور كلياً في المائع وفي هذه الحالة : ـ
القوة = ثقل الجسم في الهواء - وزن الجسم في السائل
وقوة الدفع = وزن السائل المزاح = جـ * ح * ث
الثانية : أن يكون الجسم طافياً أو معلقاً في المائع وفي هذه الحالة يكون الجسم متزناً تحت تأثير قوة ثقله وقوة دفع السائل
قوة دفع السائل = ثقل الجسم في الهواء
من الأمثلة على تطبيقات قاعدة أرخميدس
ـ الهيدرومتر
ـ السفينة
ـ الغواصة
ـ البالون
ـ المنطاد
جهاز تورشلي
الجهاز الذي استخدمه تورشلي لحساب الضغط الجوي
جهاز المانوميتر
جهاز قياس المائع المحصور
الرافعة الهيدروليكية
أحد تطبيقات مبدأ باسكل
المكابح
مكابح السيارةأحد التطبيقات المهمة في حياتنا اليومية
الهيدرومتر
جهاز قياس كثافة السوائل
الغواصة
أحد أهم التطبيقات على ظاهرة الطفو
