قانون الضغط |

يتم توضيح ما هو الضغط Pressure و يرمز له أختصارا P؟ أيضا قانون الضغط ووحداته و مكتشف قانون الضغط في السوائل. و أيضا العوامل التي يتوقف عليها الضغط عند نقطة. كذلك يتم عرض أهم التطبيقات على الضغط.

ما هو الضغط

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

قانون الضغط في الفيزياء

$P = \frac{F}{A}$

إذا أثرت قوة F عموديا على سطح مساحته A ينتج ضغط P على هذه المساحة. بالنظر إلى التعريف نجد أن شرط من شروط الضغط أن تكون القوة عمودية ولكن ماذا لو كانت القوة تميل بزاوية θ على السطح؟ فإن المركبة العمودية ستكون جيب القوى F sinθ. و بالطبع اذا كانت القوي قوي مماسية فإن الضغط الناشئ عن يساوي صفر.

من القانون يمكن استنتاج وحدة الضغط: وحدة القوى F على وحدة المساحة A. ووحدة القوة هي النيوتن N ويحيط المساحة بالمتر المربع m². و بالتالي تكون وحدة الضغط تساوي N/m² والتي تكافئ باسكال Pa. و التي تكافئ أيضا kg.m^-1.s^-2= J/m³.

$Pa = \frac{N}{m^2} = \frac{Kg}{m.s^2} = \frac{J}{m^3}$

مكتشف قانون الضغط على السوائل

من أهم العلماء التي قامت بالبحث في الضغط و خصوصا في موضوع الضغط في باطن سائل هو العَالِم باسكال لذلك سميت وحدة الضغط بإسمه (باسكال pascal) و كذلك هناك قاعدة باسمة (قاعدة باسكال).

العوامل التي يتوقف عليها الضغط عند نقطة

مقدار القوة المتوسطة المؤثرة عموديا (علاقة طردية) $P \alpha F$
المساحة التي تؤثر عليها القوى (علاقة عكسية) $P \alpha \frac{1}{A}$

تطبيقات على الضغط

1- نجد إطارات عريضة في عربيات النقل الثقيل (عربات النقل الثقيل تُحمل بأوزان كبيرة وبالتالي يكون الضغط على الإطارات كبير مما قد يعرضها للإنفجار. و لتقليل احتمالية انفجارها نقوم بزيادة عدد الإطارات وبالتالي زيادة مساحة تلامس الإطارات مع الطريق سيقل الضغط على الإطارات ( $P \alpha \frac{1}{A}$ ) وبالتالي ستكون أقل عرضة للانفجار).

2- تكون المسامير والإبر ذات أسنان مدببة (لأنه تتميز بالمساحة الصغيرة بأنها عند التأثير عليها بقوة حتى ولو كانت صغيرة فإن الضغط الناتج سوف يكون كبيرا ( $P \alpha \frac{1}{A}$ ) مما يؤدي إلى اختراق الأجسام بسهولة كما في حالة الإبر والدبابيس).

3- أقدام الأغنام تغوص في الرمال أكبر من أقدم الجمال نظراَ لكبر مساحة أقدام الجمل.

4- قدم الفيل أكبر ضغطاً أم الكعب العالي (على الرغم من كبر وزن الفيل فإن مساحة سطح أقدامه الملامسة للأرض تكون كبيرة أيضا. بينما في حالة الفتاة التي ترتدي كعبا مدبباً على الرغم من صغر وزنها تكون مساحة الكعب العالي الصغيرة جدا ( $P \alpha \frac{1}{A}$ ) وبالتالي ينشأ عنها ضغط كبير).