الضغط :-

هو مقدار القوة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات يقدر ( نيوتن /م2 ) .

الضغط عند نقطة :-

هو مقدار القوة المتوسطة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة يقدر ( نيوتن /م2 ) .

ما معني أن : الضغط عند نقطة نيوتن /م2 .

معني ذلك أن

مقدار القوة المتوسطة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة نيوتن .

ما معني قوة قدرها 300 نيوتن أثرت عموديا على مساحة 6 م2

الدرس الثانى

أبعاد الضغط

= الضغط أو بالرموز

ملاحظات هامة

(1)

القوة = الضغط ×المساحة

(2)

المساحة =

(3)

(4) معادلة أبعاد الضغط هي

القوة F = الكتلة m × العجلة g

kg = نيوتن

(5)

(6)

كجم.م-1 ث-2 = نيوتن /م2= جول /م3

س :- أثبت أن كجم م-1 ث-2 = نيوتن/م2 . عرف الضغط – أوجد أبعاده واكتب وحداته .

العوامل التي يعتمد عليها الضغط

أ- القوة F نيوتن عند ثبوت المساحة والزاوية .

ب- المساحة A م2 عند ثبوت القوة والزاوية .

ج- الزاوية التي تصنعها القوة مع المساحة . الضغط يختلف باختلاف الزاوية التي تميل بها القوة .

تطبيقات

1- تصنع إطارات السيارات التي تسير في طرق رملية عريضة .

جـ/ من المعلوم أن حسب العلاقة ونظراً لكبر مساحة الإطار يقل الضغط المؤثر على الرمال .

2- يصنع سن إبرة الخياطة مدبب رفيع .

جـ/ من المعلوم أن حسب العلاقة ونظرا لصغر مساحة سن الإبرة يكون الضغط كبيراً وتستطيع اختراق الأقمشة بسهولة .

للمسائل : 1- عندما تكون القوة عموديا على المساحة

2- عندما تميل القوة على المساحة

3- عندما تميل القوة على العمودي على المساحة

أمثلة محلولة

مثال 1: ما متوسط الضغط الذي يؤثر به رجل يقف على إحدى قدميه إذا كان وزنه 80 نيوتن وكانت المساحة الفعالة لقدمه 120 سم2.

الحل:

مثال 2: إذا كان الضغط على قاع إناء إسطوانى به زيت هو

نيوتن /م² حسب القوة الكلية المؤثرة على قاعدة الإناء إذا كان قطر القاعدة 8 أمتار.

الحل:

مثال3: قاعدة حوض أسماك مساحتها 1000 سم2 وكان الحوض يحتوى على ماء وزنه 4000 نيوتن احسب ضغط الماء على قاع الحوض.

الحل:

مثال4: متوازي مستطيلات صلب أبعاده (5cm x 10cm x 20cm) كثافة مادته 5000 فإذا وضع على سطح مستوى أفقي أحسب أقصى وأقل ضغط له ( اعتبر أن عجلة الجاذبية = 10 م/ث2).

الحل:

لحساب أقصى ضغط يوضع الجسم على الوجه ذي المساحة الأقل وهو الوجه الذي أبعاده (5cm x 10cm)

1) لحساب أقل ضغط يوضع الجسم على الوجه ذي المساحة الأكبر وهو الذي أبعاده (10cm x 20cm)

{ علل يسير الجمل بسهولة في الصحراء ؟ }

مسـائل

1- رجل كتلته 80 كجم مساحة قدميه 40 سم2 العجلة 10 م/ث² احسب ضغطه

2- قوة 400 نيوتن ، مساحة 40 سم2 أوجد الضغط في الحالات التالية :

أ- القوة عموديه على المساحة .

ب- القوة تميل بزاوية 30 على المساحة .

ج- القوة تميل بزاوية 30 على العمود على المساحة .

3- متوازي المستطيلات خشبي أبعاده 30 سم ، 20 سم 10 سم . كثافته 600 كجم/م3 العجلة 10 م/ث² بين كيف تحصل منه على أكبر قيمة للضغط مرة ، أقل قيمة للضغط مرة أخرى .

4- متوازي مستطيلات من الصلب أبعاده 30 سم ، 20 سم ، 10 سم ومكعب مصنوع من نفس المادة طوله 10سم بين كيف يوضع الموازى كي يعطي ضغط يعادل ضغط المكعب .

الضغط عند نقطة في باطن سائل قياسه

ملاحظات :-

1- الضغط داخل سائل يكون عموديا على أي سطح داخلي .

2- الضغط يكون عموديا على سطح جسم مغمور عند كل نقطة فيه .

3- الضغط على سطح جسم يكون مساويا للضغط على حيز من السائل مساويا لحجم الجسم المغمور وبنفس شكله .

4- حيز السائل تتزن فيه قوتان وزن السائل وضغط بقية السائل عليه .

5- عند أي نقطة في باطن سائل – يمكن أن يؤثر الضغط في أي اتجاه .

اذكر خصائص الضغط عند أي نقطة في باطن سائل ؟

حساب الضغط عند أي نقطة في باطن سائل

6- بفرض لدينا سائل – نأخذ مساحة معينة ( A ) م2 حول نقطة على عمق h م من سطح سائل ساكن كثافته ρ كجم /م2 لذلك القوة التي يؤثر بها السائل على هذه المساحة تكون مساوية لوزن عمود السائل الذي ارتفاعه h ويمتد من تلك النقطة إلى سطح السائل ويكون حجمه مساويا A h – ولأن السائل غير قابل للإنضغاط لذلك هذه القوة تعادل وزن عمود السائل

أما إذا كان السائل معرض للهواء الجوى

وتوضح المشاهدات: أن ضغط السائل P عند نقطة في باطن سائل يزداد بزيادة عمق هذه النقطة ( h ) تحت سطح نفس السائل كما يزداد الضغط بزيادة كثافة السائل عند نفس العمق ومن هذه العلاقة يمكن تبين ما يلي :

1- جميع النقط التي تقع في مستوى أفقي واحد في سائل يكون لها نفس الضغط.

2- السائل الذي يملأ إناء متعدد الأجزاء ( الأواني المستطرقة ) يرتفع في هذه الأجزاء بنفس المقدار ، بغض النظر عن الأشكال الهندسية لها بشرط أن تكون قاعدة الإناء في مستوى أفقي ، ولهذا فإن مستوى سطح البحر واحد لكل البحار المتصلة ببعضها .

3- يزداد سمك السد عند قاعدته ليتحمل الضغط المتزايد عند زيادة العمق .

تطبيقات الضغط في باطن سائل

أ- السوائل غير قابلة للامتزاج ( الماء – الزيت )

* اشرح- تجربة عملية لتعيين الكثافة النسبية للزيت :-

نظرية التجربة : الكثافة النسبية للزيت فى نفس درجة الحرارة

الأدوات :- كمية من الماء – كمية الزيت – أنبوبة ذات شعبتين – مسطرة

خطوات العمل :-

1- نصب كمية من الماء في أحد فرعي الأنبوبة

ذات الشعبتين وكمية من الزيت في الفراغ يظهر

سطح فاصل بينهما.

2- تقيس طول عمود الماء hw سم .

وطول عمود الزيت h0 سم فوق السطح الفاصل

فكرة العمل : الضغط ثابت عند جميع نقط المستوى الأفقي الواحد

القانون المستخدم:

ضغط الماء فوق السطح الفاصل = ضغط الزيت فوق السطح الفاصل

= = = الكثافة النسبية للزيت.

بمعلومية طولي عمودي الماء والزيت أوجد الكثافة النسبية للزيت.

ملحوظة :

لابد أن تكون القوة المؤثرة عمودية على سطح السائل لأن القوة المماسية أو المائلة على سطح السائل تجعل الجزيئات تنزلق فوق بعضها البعض .

أمثلة :

1- غواصة الضغط داخلها واحد ضغط جوى. أوجد القوة المؤثرة على شباك الغواصة إذا كان نصف قطره 21 سم ومركزه على عمق 50 م من سطح البحر ( 1030 = ρ ) كجم/م3 العجلة 10m/sec².

2- احسب قيمة الضغط عند قاع إناء عمقه 76 سم عندما يكون ممتلئا بالزيت أو بالزئبق.

3- إذا علمت أن :- 800 Kg / m3 = زيت ρ .

4- في الشكل الموضح :

احسب الضغط الواقع على النقاط A ، B ، C داخل الإناء احسب أقصي ارتفاع يصل إليه الماء في مواسير أحد المباني إذا كانت قيمة الضغط في الدور الأرضي ( باسكال ) علماً بأن كثافة الماء 1000Kg/m³ والعجلة 10m/sec².

5- طائرة تطير على ارتفاع 10 كم فوق مستوى سطح البحر وكان الضغط الجوى المؤثر عليها 210 مم / زئبق احسب محصلة القوة المؤثرة على نافذة الطائرة التي مساحتها Cm2 600 علما أن:

Kg / m3 13600 = زئبق ρ الضغط الجوى يكافىء 76cm/Hg يكافىء نيوتن / م² والعجلة 10m/sec² .

6- حقل بترول عمقه 2كـم وضغطه الداخلي باسكال . احسب طول عمود التربة اللازمة لتغطية هذا الحقل إذا كانت كثافة مادة التربة 1900 كجم/م3 والعجلة 10m/sec² .
السوائل تامة الإمتزاج { الماء – الكحول }