الضغط في الموائع

الموائع

الموائع تمثل أي مادة تتميز بخاصية الانسياب عند وجود مؤثرات خارجية قوية، وهو يشمل كل من السوائل والغازات، ومن خصائص الموائع أن شكلها يماثل شكل الإناء الذي توضع فيه، وابتكر علماء الفيزياء، والديناميكا مائع غير موجود في الحقيقة، وأطلقوا عليه اسم المائع المثالي، واستخدموه في تسهيل دراسة الموائع والإجراءات الحسابيّة المتعلّقة فيه، ومن أبرز ما يميز هذا المائع هو أنه غير قابل للانضغاط، وأنه منتظم في الجريان، وأنه غير لزج على الإطلاق، مما يعني عدم وجود أي قوة احتكاك بين جزيئاته.

الضغط في الموائع

بشكل عام

الضغط الذي ينتج عن الموائع، أو الضغط الذي يمارس من قبل الموائع سواء كانت هذه الموائع سوائل أو غازات، هو ما يطلق عليه في علم الفيزياء الضغط في الموائع، أو بطريقة أخرى يمكن تعريف ضغط الموائع على أنه مقدار القوة الناتجة عن كل وحدة مساحة من الموائع، أما بالنسبة لعلاقة ضغط الموائع بالوزن النوعي عن نقطة معينة فهي علاقة طردية، بالإضافة إلى تناسبها طرديًا مع ارتفاع المائع عن هذه النقطة، حيث إنه لإيجاد الاختلاف في الضغط بين نقطتين أو مستويين لا بد من تحصيل الفرق بين الارتفاع، والكثافة، بالإضافة إلى تسارع السقوط الحر، ومن الأسباب التي تؤدي لحدوث ضغط كل من الجاذبية الأرضية، والتسارع، أو تأثير قوة خارجية، ويؤثر الضغط على الموائع في جميع الاتجاهات؛ وذلك راجع لعدم وجود شكل معين لها، ويمكن العمل على زيادة الضغط في الموائع عن طريق استخدام آلات هيدروليكية، أو عن طريق العمل على تغيير سرعة المائع.

ضغط الموائع الساكنة

المعادلة المستخدمة في حساب الضغط في الموائع الساكنة هي: ض=ج×ف×ث، حيث يعبر الرمز (ج) عن تسارع الجاذبية الأرضية، ويعبر الرمز (ف) عن عمق النقطة، ويعبر الرمز (ث) عن كثافة السائل، وهذه العملية تمت من خلال مبدأ باسكال، والذي يعود الفضل فيها إلى العالم باسكال، والذي اختص في دراسة الموائع، وأما بالنسبة لنص القانون فهو: “إن السوائل التي توجد في إناء مغلق تنقل الضغط الواقع عليها من جهة معينة إلى باقي الجهات بصورة متساوية”، ويحصل الضغط على السوائل نتيجة وزن السائل نفسه، والذي ينتشر في مختلف الاتجاهات، ويكون بصورة عمودية على الإناء الذي يقع فيه، ومن أبرز الفوائد التي عادت على الإنسان من هذا القانون هو اختراع الكثير من الأجهزة، فعلى سبيل المثال ساهم في صناعة الأجهزة الضاغطة للهواء، والمضخات الفراغية، والرافعة الهيدروليكية، ورافعات السيارات ذات الوزن العالي، والمضاغط.

حقائق في الضغط في الموائع الساكنة

• الضغط في الموائع الساكنة متساوي على كل النقاط التي تتواجد على عمق واحد.
• بغض النظر عن اتجاه الأسطح التي تلامس المائع، تكون القوة الناتجة عن المائع الساكن مؤثرة بصورة عمودية عليها.
• تأثير أي قوة خارجية في الزيادة بنسبة الضغط على أي نقطة في المائع الغير قابل للانضغاط، تؤدي إلى زيادة في الضغط على أي نقطة من نقاط المائع بصورة مماثلة.
• لا بد أن تكون القوى المؤثرة على أي عنصر حجمي مساوية للصفر، وذلك في الموائع الساكنة.

الضغط في الموائع المتحركة

المعادلة المستخدمة في حساب الضغط في الموائع المتحركة هي: مقدار ثابت=(الضغط+الطاقة الحركية لوحدة الحجوم+طاقة الوضع لوحدة الحجوم) والمقدار الثابت يتمثل عند أي نقطة من النقاط التي يجري فيها المائع، ومكتشف هذه العلاقة فهو العالم الرائع برنولي، وأما بالنسبة لنص القانون فهو:” أنّه كلّما قلت قيمة ضغط المائع زادت سرعته، وكلّما زادت قيمة ضغط المائع قلّت سرعته ” وهذه المعادلة هي نفسها التي تعبر عن قانون حفظ الطاقة.