تعريف الضغط في الفيزياء‎

بواسطة: - آخر تحديث: الأربعاء , 21 مارس 2018 - 12:56 Tuesday , 22 May 2018 - 19:26 تعريف الضغط في الفيزياء‎ Benefits-ginger.com‎
تعريف الضغط في الفيزياء‎

تعريف الضغط في الفيزياء ، يعد الضغط من أحد المفاهيم الفيزيائية والتي بدورها تعبر عن الوزن الناتج عن عمود من الهواء وذلك علي وحدة مساحة تقدر بـ 1سم مربع في الفراغ، مع العلم أن للضغط وحدتان يقدر بهما ألا وهما الباسكال، والمليمتر زئبق بالإضافة إلي الزئبق يعبر عن مدي التأثير الواقع أثناء تأثير أي قوة علي جسم ما.

لذا تعريف الضغط في الفيزياء هو كمية قياسية فيزيائية يمكن التعبير عنه من خلال المقدار فقط، مع العلم أنه ليس له إتجاه معين ومن ثم المعادلة الرياضية التي تمثل الضغط عبارة عن (الضغط = القوة المؤثرة علي جسم معين/ مساحة ذلك الجسم).

كما يوضح تعريف الضغط في الفيزياء من خلال القيام بالطهي الذي بدوره يحتاج عند إعداده إلي تقطيع اللحوم أو الخضروات بجميع أنواعها ومن أجل القيام بعملية التقطيع فإننا نحتاج إلي إستخدام أنواع متعددة من السكاكين، مع العلم أن الخضروات التي تتسم بالقشرة السميكة أو الصلبة بشكل كبير فإنها تحتاج إلي سكين حاد بشكل أفضل من أجل أن تتمكن من تقطيعها.

مع العلم أن اللحوم الحمراء من الصعب تقطيعها عن اللحوم البيضاء، الأمر الذي يحتاج إلي سكين أكثر حدة بغرض تقطيع اللحوم الحمراء بالإضافة إلي أنه عند تقطيع أي شئ ما الأمر الذي يحتاج إلي قوة للتأثير علي السكين، مع العلم أنه كلما زادت حدة السكين كلما كانت القوة التي نقوم بالتأثير بها علي السكين أقل مما يعني ذلك أن هناك علاقة عكسية فيما بين القوة المؤثرة وحدة السكين الأمر الذي يمثل نفهوم الضغط Pressure بشكل عام.

بعد أن تم توضيح مفهوم الفيزياء من خلال حياتنا اليومية فإننا سوف نوضحه من خلال الجانب العلمي حيث أن الضغط يعني مدي القوة المؤثرة علي سطح محدد من خلال جسم مائع، مع العلم أن الموائع تعني الغازات والسوائل مع توضيح الضغط من خلال هذه العلاقة الرياضية ألا وهي (ض= ق/أ).

حيث (ض) تمثل الضغط بينما (ق) تمثل القوة المؤثرة أما (أ) يعني المساحة التي تم تأثير القوة عليها، مع العلم أن الضغط يتناسب مع كل من المساحة والقوة الأمر الذي يعني أنه كلما زادت القوة كلما زاد الضغط أي أن العلاقة بينهما طردية بينما العلاقة بين المساحة والضغط علاقة عكسية حيث كلما زادت المساحة التي تؤثر القوة عليها كلما قل الضغط.

وفي حالة إذا قمنا بتثبيت مقدار القوة المؤثرة مع تغيير حدة السكين فإننا سوف نلاحظ أن السكين الحاد بشكل كبير يكون أكثر كفاءة عند إستخدامه في التقطيع، مع العلم أن حدة السكين تعبر عن المساحة الخاصة بمقطع النصل حيث إذا كان النصل أكثر حدة الأمر الذي يعني أن المساحة التي تم تقطيعها صغيرة جدا ومن ثم يكون الضغط أكبر في حالة تم تثبيت القوة الأمر الذي يفسر عدم حاجتنا إلي التأثير بقوة كبيرة خلال التقطيع بسكين أكثر حدة.

لذا في السطور القادمة في هذاالمقال سوف نتحدث عن تعريف الضغط في الفيزياء والوحدات الخاصة به وكذلك الضغط في الموائع وهذا من خلال مركز الفوائد العامة.

تعريف وحدات الضغط:

حيث أن وحدات الضغط مثلها مثل الكميات الفيزيائية الأخري فإن الضغط لديه وحدة تميزه كما هو معتاد في الفيزياء فإنه من الممكن إشتقاق الوحدة الخاصة بالضغط من خلال الرجوع إلي القانون الرياضي كما هو موضح:

  • من المعروف أن الوحدة الخاصة بقياس القوة هي نيوتن، مع العلم أن كل 1 نيوتن= 1كغ.م/ ث2 بالإضافة إلي أن وحدة قياس المساحة هي متر مربع (م 2).
  • لذا من خلال قسمة وحدة القوة علي وحدة المساحة فإننا نجد أن وحدة الضغط تعني إن 1 نيوتن/م= 1كغ/ م.ث 2.
  • وفي النهاية فإن وحدة قياس الضغط والتي يطلق عليها الباسكال بالإضافة إلي أن هناك وحدتين معروفين للضغط ألا وهي ما يعرف بإسم الضغط الجوي، مع العلم أن الوحدة الخاصة بالضغط الجوي عبارة عن متوسط مقدار الضغط الجوي عند منسوب البحر، كما أن وحدة الضغط الجوي الواحد تعادل 101.325 باسكال بينما الوحدة الأخري تمثل وحدة البار والتي بدورها تعادل 100000 باسكال لذا فإن الملي بار يعادل 100 باسكال.

تعريف الضغط في الفيزياء في الموائع

  • تمثل الموائع الغازات والسوائل لذا في هذا الإطار سوف نتحدث عن الضغط وليد الموائع، مع العلم أنه لا يمكن أن نتجاهل هذا الضغط الناتج عنه ونحن منشغولين في حياتنا الأمر الذي يكون مختلفا تماما عن الضغط الناتج عن المواد الصلبة.

تعريف الضغط في الفيزياء في السوائل

من الممكن الحصول علي الضغط بنفس الطريقة المستخدمة ومن أجل توضيح الفكرة يمكن توضيح هذا المثال:

  • إذا كان لدينا بركة أكثر عمقا من الماء وفي حالة إذا نزلت في الماء بشكل عميق فإنك سوف تشعر بشعور غير معروف بالنسبة إليك الأمر الذي يجعلك تشعر بالمزيد من الضغط علي جسمك ومن ثم يوضح لنا أن الماء هو السبب في إحداث الضغط علي الأجسام الموجودة فيه ومن ثم علي الجدران المحيط له مع إمكانية حساب الضغط داخل الماء من خلال إشتقاقها من هذه العلاقة التالية (ض=ق/أ) ومن ثم ض=(ρ×ج×ل).
  • مع العلم أن (ض) في هذه المعادلة يمثل الضغط أما P تمثل كثافة السوائل أي الكثافة الخاصة بالماء أما ج تمثل التسارع الذي يحدث في الجاذبية الأرضية أي ما يعادل 9.8 م/ث 2، بينما ل تعبر عن العمق الذي يتواجد فيه الجسم الذي تم غمره في الماء (أو يمثل طول عمود السائل فوق الحسم الذي تم غمرة في ذلك المائع).

  • ومن هذه العلاقة فإن ليس هناك أي علاقة للصفات الخاصة بالجسم والتي بدورها تؤثر علي السائل ومقدار الضغط حيث أن الضغط له علاقة مع أحد صفات السائل أي كثافته بجانب المقدار الخاص بإرتقاع السائل فوق الجسم المنغمر وتسارع الجاذبية الأرضية أي أن ذلك ليس له علاقة بصفات الجسم المغمور.
  • مع العلم أننا لا يمكن أن نتجاهل مقدار الضغط الناشئ فوف الجسم الذي تم غمرة بجانب مع عدم تجاهل أن السائل يولد ضغط علي كافة الأجزاء الخاصة بالجسم المغمور ليس الجانب العلوي منه فقط نظرا لأن السائل بدوره ينسحب إلي أسفل وذلك بفعل القوة الخاصة بالجاذبية، وفي حالة غمر جسم معين في السائل فإن منسوب السائل يرتقع قليلا ومن ثم محاولة الماء الرجوع إلي المستوي الأصلي (الأمر الذي يحتاج إلي طاقة أقل) ومن ثم ينشأ الضغط علي الجسم المغمور من جميع الإتجاهات بغرض إبعاده مع رجوع الماء إلي مستواه الفعلي.

تعريف الضغط المتولد عن الغازات

  • من الممكن الحصول علي الضغط المتولد عن الغازات من خلال نفس العلاقة المعروفة والتي بدورها تم إستخدامها للحصول علي الضغط المتولد عن السوائل (ض=ρ×ج×ل) لكن لا يمكن الإستعانة بهذه العلاقة لحساب الضغط الجوي عند مستوي معين ويرجع السبب وراء ذلك إلي تباين كثافة  الغلاف الجوي عند إرتفاعات متنوعة لذا لن يسهم في ضغط منتظم الأمر الذي يجعلنا نضع معيار محدد عند الإستعانة بهذه العلاقة (ض=ρ×ج×ل) ألا وهو أن يكون المائع متجانسا من حيث الكثافة أي أنه يمتلك نفس الكثافة عند جميع الإرتفاعات.
  • مع العلم أن الضغط الجوي عند مستوي البحر يساوي وحدة ضغط جوي واحد أي ما يعادل 101325 باسكال الأمر الذي يعني أنه ذات ضغط مرتفع جدا لكن السؤال هنا لماذا لا نشعر به؟ مع أن الإجابة سهلة ألا وهي أننا نكون منشغلين به طوال حياتنا مع تكيف أجسادنا عليه فضلا عن الآلية الخاصة بالنمو في أجسادنا ذات تكيف مناسب بشرط أن تكون معاكسة للضغط الجوي الأمر الذي يسمح بالنمو بشكل أكثر دون أن نشعر بالضغط الجوي الإ في حالة تغييره نظرا لإختلاف الإرتفاع علي سبيل المثال، وفي النهاية فإن مقدار الضغط الذي يؤثر علي جسم مغمور في سائل بشكل متجانس هو ض (كلي)= (ρ×ج×ل)+ض (جوي).
  • حيث أن ض (جوي) تساوي 101325 باسكال وعند إضافة قيمة الضغط الجوي من الممكن الحصول علي الضغط الكلي الذي بدوره يؤثر علي الجسم المغمور في السائل.