القوة والضغط في الموائع الساكنة املائع : الضغط : القوة المؤثرة على مساحة المقطع .. بصورة رياضية : كل مادة لها خاصيتي االنتشار.
Download ReportTranscript القوة والضغط في الموائع الساكنة املائع : الضغط : القوة المؤثرة على مساحة المقطع .. بصورة رياضية : كل مادة لها خاصيتي االنتشار.
Slide 1
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 2
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 3
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 4
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 5
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 6
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 7
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 8
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 9
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 10
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 11
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 12
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 13
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 14
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 15
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 16
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 17
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 18
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 19
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 20
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 2
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 3
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 4
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 5
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 6
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 7
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 8
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 9
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 10
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 11
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 12
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 13
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 14
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 15
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 16
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 17
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 18
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 19
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com
Slide 20
القوة والضغط في الموائع الساكنة
املائع :
الضغط :القوة المؤثرة على مساحة المقطع ..بصورة رياضية :
كل مادة لها خاصيتي االنتشار والجريان وتشمل السوائل والغازات
الضغط = القوة ← ض = ق
س
المساحة
وحدة قياسه :نيوتن /م2
الضغط في السوائل :يسبب وزن السائل ضغطا على الوعاء الذي يحويه
خصائص ضغط السائل الساكن في األوعية املفتوحة :
/1للسائل ضغط على االناء في جميع االتجاهات ..
/2يزداد ضغط السائل بزيادة العمق
/3يزداد ضغط السائل بزيادة كثافة السائل
/4ال يعتمد ضغط السائل على شكل الوعاء ..
العوامل املؤثرة على ضغط السائل :
.1الكثافة :تتناسب طرديا ً مع الضغط
.2العمق :تتناسب طرديا ً مع الضغط
← ض = ثابت × ث × ف
← ض = جـ × ث × ف
حيث :
ض :ضغط السائل ويقاس بوحدة نيوتن /م2
جـ :تسارع الجاذبية االرضية = 9, 8م /ث2
ث :كثافة السائل وتقاس بوحدة كجم /م3
ف :عمق السائل ويقاس بوحدة م
تعلم أن -:
المائع
-1المادة تتألف من جزيئات 0
-2للمادة ثالثة حاالت جامد – سائل – غاز 0
-3المادة في الحالة الجامدة تحافظ على حجمها ،لماذا ؟
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها
املادة الجامدة مستقرة 0
أ – تكون جزيئات
كبيرة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات صغيرة جدا 0
-4تتميز جزيئات المادة السائلة بالسيولة ( الجريان ) 0لماذا ؟
المادة السائلة
ألن قوى التماسك بين جزيئات ً
أ – تكون جزيئات املادة السائلة إقل استقرارا من املادة الجامدة 0
ضعيفة
وهذا يؤدي إلى -:
ب – املسافات بين الجزيئات أكبر من املسافات بين جزيئات املادة الجامدة 0
-5تتميز جزيئات المادة الغازية باإلنتشار 0لماذا ؟
وهذا يؤدي إلى -:
ألن قوى التماسك بين جزيئاتها ضعيفة
ً
الجزيئات ( في الحالة الغازية ) كبيرة جدا 0
أ -املسافات بين جدا
ً
ب – تكون جزيئات املادة الغازية أقل استقرارا من الحالتين السابقتين 0
ومما تقدم يتضح لنا أن -:
قوى التماسك تكون ضعيفة بين جزيئات
المادة السائلة والغازية مقارنة بالمادة
الجامدة ،وهذا كما ذكرنا يؤدي إلى :
تميز المادة السائلة بالسيولة أو الجريان
تميز المادة الغازية
باالنتشار
ماذا تالحظ عند سكب الماء على الطاولة ؟
ماذا تالحظ :عند فتح أو (رش) العطر في أول الفصل
؟
مما سبق نــســــــتنتج أن -:
المائع :
كل مادة لها خاصية الجريان أو االنتشار ( ،السوائل و الغازات )
أسئلة
)1عرف المائع مع ذكر أمثلة توضح بها إجابتك ؟
)2علل لما يأتي :
تتميز جزيئات المادة السائلة بالجريان 0
تتميز جزيئات المادة الغازية باالنتشار 0
سميت السوائل والغازات بالموائع 0
ضغط السائل
الضغط
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة
ق
ض = ـــــــــــــــ
س
نيوتن /م ( 2باسكال)
س
لنأخذ سائل في حالة السكون ونتخيل وجود جسم صغير في قعر اإلناء
البد أن يكون لهذا الجسم مساحة نرمز لها بالرمز س
ونرمز لبعد الجسم عن سطح السائل بالرمز
ف
ق
إذن :
ضغط السائل عند هذه النقطة = ـــــــــــــــ حيث
س
ضغط السائل
ق = القوة التي يؤثر بها السائل في المساحة س
ق = وزن عمود السائل فوق المساحة
ق = كتلة عمود السائل × تسارع الجاذبية
ق = حجم عمود السائل
× كثافة السائل
الوزن = ك × جـ
الكتلة = الحجم × الكثافة
× تسارع الجاذبية
وبما أن :حجم عمود السائل = س × ف
ق = س × ف × ث × جـ
س ف ث جـ
ض = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س
إذن :
ض = ف × ث × جـ
ض = ضغط السائل عند نقطة ما ويقاس بالنيوتن/م 2أو ( باسكال )
حيث
ضغط السائل
ف = المسافة بين النقطة وسطح السائل ( عمق النقطة ) ويقاس بالمتر م
ث = كثافة السائل
جـ = تسارع الجاذبية األرضية ويساوي 9.8م/ث2
إذن :
يضغط السائل بقوة عمودية على جدران الوعاء الذي يحتويه (بسبب
خاصية الجريان للسائل ) وعلى أسطح األجسام المغمورة فيه من جميع
الجهات 0
ويمكن تعريف ضغط السائل عند نقطة ما بناءاً على ما سبق بما يلي :
ضغط السائل عند نقطة -:
هو وزن عمود السائل الممتد رأسيا ً إلى سطح السائل والذي يمكن إقامته
حول مساحة تحتوى هذه النقطة0
تعريف آخر
ف
أو يساوي ثقل عمود السائل الرأسي الممتد من النقطة إلى سطح السائل ،والذي يمكن إقامته حول وحدة
مساحة أفقية تحتوي هذه النقطة 0
ضغط السائل
نالحظ أن ضغط السائل عند نقطة يعتمد على
كمية
الرمز
نوع العالقة
التمثيل
التعبير
عمق النقطة
ف
طردية
ضف
كلما زاد العمق
زاد الضغط
كثافة السائل
ث
طردية
ضث
كلما زادت كثافة
السائل زاد الضغط
وإذا أخذنا الضغط الجوي ( ض ) .المؤثر على سطح السائل بعين اإلعتبار تصبح:
ض.
ض = ض + .جـ ف ث
الجهاز املستخدم في قياس ضغط السائل
المانومتر الزئبقي
تركيبه :انبوب على شكل حرف uيوضع فيه زئبق ويدرج لتحديد االرتفاع
يوصل به رأس دائري مغطى بمطاط لقياس ضغط السائل ..
طريقة عمله :عند غمر الرأس الدائري على عمق معين في السائل فان السائل
يضغط على قطعة المطاط فيخفض ضغط الهواء يرتفع الزئبق في الطرف 2
وينخفض في الطرف 1فيكون ضغط السائل = ( ف - 2ف × ) 1جـ × ث
حيث ث :كثافة الزئبق
تطبيقات فيزيائية :
جهاز قياس ضغط الدم
يستخدم جهاز المانومتر الزئبقي في قياس ضغط االنسان مع بعض
االضافات حيث يقوم الطبيب بلف الرباط حول ذراع المريض ..ويدفع
الهواء داخل الرباط بواسطة مضخة يدوية فيزداد ضغط الرباط على
الذراع فبقلص جريان الدم في الشريان حتى يتوقف الجريان تحت
منطقة الرباط ويتأكد الطبيب من ذلك بواسطة السماعة ..ويقوم
الطبيب بعد ذلك بفتح الصمام فيخرج الهواء من الرباط ويبدأ الطبيب
في قياس الضغط االنقباطي واالنبساطي ..
الضغط الجوي
منشأ الضغط الجوي :
وزن الهواء المؤثر على السطح ويحيط باألرض من جميع االتجاهات
طبقات الغالف الجوي
خصائص الضغط الجوي :
ا
/1يضغط في جميع االتجاهات .
/2يقل الضغط بزيادة االرتفاع عن سطح االرض.
/3قابل لالنضغاط .
/4كثافته متغيرة وتركز كتلته خالل العشر كيلومترات االولى فوق سطح االرض.
حساب الضغط الجوي :
ال يمكن حساب الضغط الجوي بطريقة حساب ضغط السائل ألن كثافة
الهواء غير ثابتة مما يجعل الضغط الجوي يقل مع االرتفاع ..لذلك
يستخدم لحساب الضغط الجوي تجربة تورشللي
المبدأ الذي تقوم عليه تجربة تورشللي لحساب الضغط الجوي :
موازنة عمود الهواء مع عمود السائل ..
تتغير كثافة الهواء كلما ارتفعنا عن سطح االرض
قاعدة أرخميدس
نص الق اعدة :الجسم المغمور في مائع يتعرض إلى قوة تدفعه رأسيا إللى أعلى
مقدارها يساوي ثقل المائع الذي يزيحه الجسم .
@ بعض حاالت الجسم في المائع :
]1إذا غمر الجسم كليا في السائل :
في هذه الحالة يكون حجم الجسم = حجم السائل المزاح
أي أن قوة دفع السائل للجسم = ثقل الجسم
بما أن قوة الدفع = و -و = -جـ × ث ×ح
#حيث و = وزن الجسم في الهواء
و = -وزن الجسم في السائل
ث = كثافة السائل
،ح = حجم الجسم
تطبيقات على قاعدة أرخميدس
]1الهيدرومتر :
جهاز يستخدم لقياس كثافة السوائل .
توضع كرات من الرصاص في أسفل
الهيدرومتر حتى تساعده على االتزان
والتدريج األعلى يكون في األسفل وألقل
يكون في األعلى ؟
]2السفيــــــنة :
رغم أن السفينة مصنوعة من المعادن الصلبة التي كثافتها أكبر بكثير من
كثافة الماء إال أنها تطفو فوق سطح الماء ،ألن السفينة مجوفة من الداخل
وحجمها كبير فيكون حجم الماء المزاح كبيرا وكلما زاد حجم الماء المزاح زادة
قوة الدفع .
]3الغواصة :
الغواصة غير السفينة ألنها جسم معلق بالماء ،ويمكن التحكم في صعود أو
هبوط الغواصة عن طريق خزانات يمكن ملؤها بالماء أو تفريغها .
]4البـــــــــالون :
كي يرتفع البالون في الهواء البد ملئه بغاز كثافته أخف من كثافة الهواء .
@ يرتفع البالون في الهواء إلى حد معين ثم يتوقف .
#وذلك ألن كثافة الهواء تقل كلما ارتفعنا إلى األعلى ،وكذلك تقل قوة دفع
الهواء على البالون .
@ ينفجر البالون إذا كان معلقا عند ارتفاع معين .
#ألن الضغط داخل البالون أكبر من الضغط خارجه .
]5المنطـــاد :
من حيث المبدأ فهو يشبه البالون ،إال أنه يمأل بغاز مثل الهليوم أو الهواء
الساخن ويرتفع بواسطة قوة الدفع ويتحرك لألمام بواسطة محرك ويوجه
بواسطة أجهزة التحكم .
للمزيد والجديد من العروض
www.estwana.com