المائع وضغطه

المائع وضغطه
مقدمة الدرس :
يشغل علم الموائع السكونية حيزاً مهماً في علم الفيزياء وذلك لما يحويه من تطبيقات واسعة في حياتنا مثل صناعة السفن, وبناء السدود, الغواصات, والمضخات المختلفة وأجهزة قياس الضغط.
تعريف المائع :
يتكون المائع من مجموعة من الجزئيات المرتبة عشوائياً وتكون القوى بين الجزيئات ضعيفة, كما أن المائع يتأثر بسهولة بالقوى الخارجية المؤثرة علية من جوانب الإناء الذي يحويه أو من خارج الاناء لذلك لا يكون له شكل محدد.
والأمثلة على الموائع عديدة في حياتنا اليومية, فنحن نتنفس الموائع (الهواء) ونشرب الموائع ( الماء والسوائل الأخرى ) ويجري المائع (الدم) في عروقنا.
الضغط :
إذا وضع جسم في مائع كما في الشكل , فإن المائع يؤثر بقوة عمودية على سطح الجسم من جميع الجهات, كما يؤثر بقوى عمودية على جدران الإناء أيضاً وإذا كانت القوة المؤثرة عمودياً على سطح الجسم (ق) و(أ) هي مساحة سطح الجسم فإن الضغط (ض) يعرف على أنه:
" القوة المؤثرة عمودياً على وحدة المساحات
وبذلك يكون الضغط :

ويمكن استنتاج وحدة قياس الضغط بأنها :

وبذلك تكون وحدة قياس الضغط هي ( نيوتن/ م2) وسميت هذه الوحدة ( باسكال ) نسبة للعالم الفرنسي الشهير. والباسكال وحدة صغيرة جداً لذلك يلزم تعريف مضاعفات للباسكال.
1 بار = 100.000 باسكال = 510 باسكال .
1 ملي بار = 100 باسكال.
ويمكن تمثيل هذه النتيجة بيانياً, حيث يوضح شكل ( أ ) العلاقة بين ضغط المعيار للمائع (ض م) بالباسكال وعمق النقطة ( ل ) بالمتر. في حين أن شكل ( ب ) يوضح العلاقة بين الضغط المطلق (ض0) وعمق النقطة ( ل ) بالمتر.

شكل ( ب ) شكل ( أ )
وينتج عن هذا القانون نتيجة هامة جداً هي :" النقاط الواقعة على نفس العمق من السائل لها نفس الضغط بغض النظر عن شكل الإناء الحاوي للمائع"
ويمكن التحقق عملياً من هذه النتيجة باستخدام "جهاز الأواني المستطرقة" الموضح في الشكل التالي :

ما العلاقة بين ضغط النقاط أ, ب, جـ, د ؟ ما الدليل على ذلك؟
ما العلاقة بين ضغط النقطتين أ, س؟
والآن أظنك تستطيع تفسير بناء قاعدة السد أكبر سمكاً من قمته؟