الضغط في الموائع

المائع

يعبّر المائع عن كل مادّة تنساب في حالة التأثير عليها بقوّة خارجيّة، وتأخذ شكل الإناء الذي توضع بداخله، وفي علم الفيزياء والديناميكا يوجد ما يُسمّى بالمائع المثالي؛ وهو مائع غير موجود حقيقة ولكن هو مائع مفترض وضعه العلماء لتسهيل دراسة علم الموائع وعمليّاته الرياضيّة، ويتميّز هذا المائع بأنّه غير قابل للانضغاط، وهو منتظم الجريان وذو لزوجة معدومة؛ أي لا توجد قوى احتكاك بين جزيئاته إطلاقاً، ويجب التنويه إلى أنّ لفظ المائع يُطلق على السوائل والغازات معاً.

ضغط المائع

ضغط الموائع المتحركة

تم وصف ضغط الموائع المتحركة من خلال معادلة أو مبدأ العالم برنولي، والتي تنصّ على أنّه كلّما قلت قيمة ضغط المائع زادت سرعته، وكلّما زادت قيمة ضغط المائع قلّت سرعته، وتعبّر المعادلة أيضاً عن قانون حفظ الطّاقة في علم حركة الموائع، وينص القانون رياضياً على أنّ مجموع كل من الضغط والطاقة الحركية لوحدة الحجوم وطاقة الوضع لوحدة الحجوم يساوي مقداراً ثابتاً عند أي نقطة من نقاط سريان المائع كالآتي: (الضغط الطاقة الحركية لوحدة الحجوم طاقة الوضع لوحدة الحجوم=مقدار ثابت).

ضغط الموائع الساكنة

تم وصف ضغط الموائع الساكنة من خلال مبدأ باسكال، حيث ركّز العالم باسكال على دراسة علم الموائع، مما قاده إلى اكتشاف قانون الضغط للسوائل الساكنة، والذي ينص على أنّ السوائل التي توجد في إناء مغلق تنقل الضغط الواقع عليها من جهةٍ معينة إلى باقي الجهات بشكل متساوٍ، كما ساعد قانون باسكال الفيزيائي على صناعة العديد من الأجهزة، ومنها ضاغطات الهواء، والمضخّات الفراغية، والرافعة الهيدرولكية، ورافعات السيارات الثقيلة، والمضاغط.

ينتج الضغط في السوائل بسبب وزن السائل والذي يكون في جميع الاتجاهات وعمودي على الجسم المغمور فيه، وعلى جدران الوعاء الموضوع فيه أيضاً.

يُمكن حساب قيمة الضغط المتشكّلة في السوائل الساكنة من خلال المعادلة الرياضيّة الآتية: ض=جـ(تسارع الجاذبية الأرضية)×ف(عمق النقطة)× ث( كثافة السائل).

العوامل المؤثرة في ضغط المائع

• كثافة السائل: تتناسب كثافة السائل تناسباً طردياً مع قيمة الضغط، فكلما زادت كثافة السائل تزداد قيمة الضغط المؤثّرة.
• عمق النقطة أو ارتفاع النقطة: تتناسب عمق النقطة تناسباً طردياً مع قيمة الضغط، فكلّما زاد عمق النقطة تزيد قيمة الضغط المؤثّرة عليها؛ لذلك في إناء ما تزيد قيمة الضغط كلّما اتجهنا باتّجاه الأسفل، وتقل كلّما صعدنا إلى الأعلى، وعلى سطح الإناء فإنّ قيمة الضغط تساوي قيمة الضغط الجوي.

ملاحظة: يجب الانتباه أنّ ضغط السائل لا يتعلّق بشكل الإناء الموضوع فيه، بل فقط بالعوامل السابقة.