شرح درس الموائع الساكنة والموائع المتحركة – حالات المادة

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شرح درس الموائع الساكنة والموائع المتحركة – حالات المادة

نبدأ على بركة الله ..

الموائع الساكنة :

مما لا شك فيه أنك تشعر بضغط على أذنيك عند الغوص في الماء بعمق معين ولاحظت أن الضغط يزداد كلما غصت داخل الماء أكثر وذلك نتيجة لزيادة الضغط .

مبدأ باسكال :

لاحظ العالم بليز باسكال أن الضغط في المائع يعتمد على عمق المائع ، ولا علاقة له بشكل الوعاء الذي يحتوي المائع .

اكتشف أيضا أن أي تغير في الضغط المؤثر في أي نقطة في المائع المحصور ينتقل إلى جميع نقاط المائع بالتساوي ، وتعرف هذه الحقيقة بمبدأ باسكال .

مثال على تطبيق مبدأ باسكال :

في كل مرة تعصر فيها أنبوب معجون الأسنان , إذ ينتقل الضغط الذي تؤثر به أصابعك في مؤخرة الأنبوب خلال معجون الأسنان , بحيث يندفع المعجون خارجا من مقدمة الأنبوب .

القوة الناتجة عن الرافعة الهيدروليكية :

القوة المؤثرة في المكبس الثاني تساوي القوة التي يؤثر بها المكبس الأول مضروبة في نسبة مساحة المكبس الثاني إلى مساحة المكبس الأول .

السباحة تحت الضغط :

سبق وان قلنا أن الضغط يزداد كلما غطست إلى مسافة أعمق في الماء . وينشأ هذا الضغط حقيقة عن قوة الجاذبية الأرضية ، التي ترتبط مع وزن الماء فوق الجسم . فإذا غطست إلى أعماق كبيرة فستكون كمية أكبر من الماء فوق جسمك ، لذا سيكون الضغط عليك أكبر .

ضغط الماء على الجسم :

الضغط الذي يؤثر به عمود الماء في الجسم يساوي حاصل ضرب كثافة الماء في ارتفاع عمود الماء في تسارع الجاذبية الأرضية .

ملاحظة : تطبق هذه المعادلة على الموائع جميعها ، وليس فقط على حالة الماء . ويعتمد ضغط المائع الذي يؤثر في الجسم على كثافة المائع ، وعمقه .

ملاحظة : إن زيادة الضغط الناجمة عن زيادة العمق تولد قوة رأسية إلى أعلى تسمى قوة الطفو .

قوة الطفو :

قوة الطفو المؤثرة في الجسم تساوي وزن المائع المزاح بواسطة الجسم ، والتي تساوي كثافة المائع المغمور فيه الجسم مضروبا في حجم الجسم وفي تسارع الجاذبية الأرضية .

ملاحظة : تم اكتشاف قوة الطفو بواسطة العالم الإغريقي أرخميدس , وينص مبدأ أرخميس على أن الجسم المغمور في مائع تؤثر فيه قوة رأسية إلى أعلى تساوي وزن المائع المزاح بواسطة الجسم . ولا تعتمد القوة على وزن الجسم ، ولكن تعتمد فقط على وزن المائع المزاح .

هل يغطس الجسم أم يطفو ؟

للإجابة على هذا السؤال فإنه يجب أن تأخذ بعين الاعتبار كل القوى المؤثرة في الجسم . فقوة الطفو تدفع الجسم إلى أعلى ، ولكن وزن الجسم يسحبه إلى أسفل ، ويحدد الفرق بين قوة الطفو و وزن الجسم ما إذا كان الجسم سيغطس أم يطفو .

السفن :

يفسر مبدأ أرخميدس كيف يمكن للسفن المصنوعة من الفولاذ أن تطفو على سطح الماء، فإذا كان جسم السفينة مفرغا وكبيرا بما يكفي فإن معدل كثافة السفينة يكون أقل من كثافة الماء ، ولذلك تطفو .

ويمكن أن نلاحظ أن السفينة المحملة بالبضائع تبحر بحيث تنخفض في الماء أكثر من السفينة الفارغة.

الموائع المتحركة : مبدأ برنولي

 إن العلاقة بين السرعة والضغط المؤثر بواسطة الموائع المتحركة يسمى مبدأ برنولي نسبة إلى العالم السويسري دانييل برنولي .

ينص مبدأ برنولي على أنه عندما تزداد سرعة المائع يقل ضغطه . وهذا المبدأ تمثيل لمبدأ حفظ الشغل والطاقة عند تطبيقه على الموائع .

ملاحظة : يعتبر تدفق المائع عبر مقطع ضيق حالة من الحالات التي تزداد فيها سرعة المائع . فصنابير الماء في بعض خراطيم الحدائق يمكن أن تتسع أو تضيق ، لذا تتغير سرعة تدفق الماء .

تطبيقات على مبدأ برنولي :

- مرش (بخاخ ) الطلاء .

- مرذاذ العطر

- المازج في محرك البانزين .

تم بحمد الله

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

" نرد على جميع التعليقات "

بالتوفيق للجميع ...^_^