العلوم الفيزيائية — الضغط في السوائل: قانون باسكال وتطبيقاته — الأولى ثانوي — المنهاج الجزائري

الضغط في السوائل: قانون باسكال وتطبيقاته

الضغط هو مفهوم أساسي في الفيزياء. عندما نغوص في الماء، نشعر بضغط على آذاننا. هذا الضغط يزداد كلما زاد العمق. في هذا الدرس، سنتعرف على الضغط في السوائل وقانون باسكال وتطبيقاته العملية.

مفهوم الضغط

الضغط P هو القوة المؤثرة عموديا على وحدة المساحة. يحسب بالعلاقة: P = F/S حيث F القوة بالنيوتن (N) و S المساحة بالمتر المربع (m2). وحدة الضغط هي الباسكال (Pa) حيث 1 Pa = 1 N/m2.

الضغط في السوائل الساكنة

السائل يضغط على كل نقطة من جدران الوعاء الذي يحتويه. الضغط في سائل ساكن يتناسب طرديا مع العمق h وكثافة السائل d وتسارع الجاذبية g حسب العلاقة: P = dgh. من خصائص الضغط في السوائل أنه يتساوى في جميع النقاط الواقعة على نفس المستوى الأفقي، كما أنه لا يعتمد على شكل الوعاء.

قانون باسكال

ينص قانون باسكال على أن: الضغط المسلط على سائل محصور ينتقل بشكل كامل وبجميع الاتجاهات إلى جميع نقاط السائل وجدران الوعاء الذي يحتويه. من أهم تطبيقات قانون باسكال: المكبس الهيدروليكي الذي يعمل على تضخيم القوة حيث F1/S1 = F2/S2، والمكابح الهيدروليكية في السيارات، ورافعة السيارات في محطات الخدمة.

أمثلة محلولة

مثال 1: احسب الضغط المؤثر على جسم يقع على عمق 10 متر في الماء. كثافة الماء 1000 kg/m3 و g = 10 N/kg. الحل: P = dgh = 1000 × 10 × 10 = 100000 Pa = 1 bar.

مثال 2: في مكبس هيدروليكي، مساحة المكبس الصغير 0.01 m2 والكبير 0.5 m2. إذا أثرت قوة 100 N على المكبس الصغير، فما القوة على المكبس الكبير؟ الحل: F2 = F1 × S2/S1 = 100 × 50 = 5000 N.

تمارين

تمرين 1: غواصة توجد على عمق 200 متر تحت سطح البحر (كثافة ماء البحر تقريبا 1030 kg/m3). احسب الضغط المؤثر عليها.

تمرين 2: اذكر ثلاثة تطبيقات لقانون باسكال في الحياة اليومية واشرح مبدأ عمل أحدها.

للمزيد من الدروس، راجع: المادة وبنيتها: الذرة والنواة و الضغط في السوائل والغازات (قانون باسكال).