الضغط في السوائل: قانون باسكال وقانون أرخميدس مع تمارين محلولة — العلوم الفيزيائية — الأولى ثانوي — المنهاج الجزائري

الضغط في السوائل: قانون باسكال وقانون أرخميدس مع تمارين محلولة

📌 الأهداف التعليمية:

• تعريف الضغط في السوائل ووحدات قياسه
• شرح قانون باسكال في نقل الضغط في السوائل وتطبيقاته
• شرح قانون أرخميدس للطفو وتطبيقاته العملية
• حل تمارين تطبيقية على القوانين

📝 الشرح المبسط:

أولاً: الضغط في السوائل
الضغط هو القوة المؤثرة على وحدة المساحات: P = F / S
وحدة قياس الضغط في النظام العالمي هي الباسكال (Pa).
في السوائل، ينتقل الضغط في جميع الاتجاهات بشكل متساوٍ.

ثانياً: قانون باسكال
ينص قانون باسكال على أن: “الضغط المسلط على سائل محصور ينتقل بتمامه وبشكل متساوٍ في جميع الاتجاهات”.
التطبيق العملي: المكبس الهيدروليكي — باستخدام قوة صغيرة على مساحة صغيرة نحصل على قوة كبيرة على مساحة كبيرة.
القانون: F₁ / S₁ = F₂ / S₂

ثالثاً: قانون أرخميدس
ينص قانون أرخميدس على أن: “جسماً مغموراً في سائل يتعرض لقوة دفع رأسية من الأسفل إلى الأعلى تساوي وزن السائل المزاح”.
قانون الطفو: F_أرخميدس = ρ × V × g
حيث ρ كثافة السائل، V حجم السائل المزاح، g عجلة الجاذبية.
يطفو الجسم إذا كانت كثافته أقل من كثافة السائل، ويغوص إذا كانت كثافته أكبر.

📐 أمثلة محلولة:

مثال 1: مكبس هيدروليكي مساحة مقطعه الصغير 10cm² والمقطع الكبير 200cm². إذا أثرت بقوة 50N على المكبس الصغير، فما القوة الناتجة على المكبس الكبير؟
الحل: F₂ = F₁ × S₂ / S₁ = 50 × 200 / 10 = 1000N

مثال 2: مكعب من الخشب حجمه 0.001m³ وكثافته 600kg/m³ يوضع في الماء (كثافته 1000kg/m³). احسب قوة دفع أرخميدس المؤثرة عليه.
الحل: F = ρ × V × g = 1000 × 0.001 × 10 = 10N. بما أن كثافة الخشب أقل من كثافة الماء، فإن المكعب يطفو.

📝 تمارين محلولة:

التمرين 1: في نظام هيدروليكي، إذا كانت القوة على المكبس الصغير F₁=100N ومساحته S₁=5cm²، ومساحة المكبس الكبير S₂=100cm². احسب القوة الناتجة F₂.
الحل: F₂ = F₁ × S₂ / S₁ = 100 × 100 / 5 = 2000N

التمرين 2: جسم حجمه 0.5m³ يطفو على سطح الماء بحيث يغمر نصف حجمه فقط. احسب قوة دفع أرخميدس المؤثرة عليه. (ρ_الماء = 1000kg/m³, g=10m/s²)
الحل: الحجم المغمور = 0.5 × 0.5 = 0.25m³. F = 1000 × 0.25 × 10 = 2500N

🔗 دروس مشابهة:

⊳ البصريات الهندسية: قوانين الانعكاس والانكسار والعدسات الرقيقة
⊳ قانون أوم للمقاومة الكهربائية