ضغط السوائل الساكنة
الضغط
يعبّر الضغط عن القوة العمودية المؤثرة على وحدة المساحة، ويُمكن التعبير عنه رياضياً (ض= ق/أ)، حيث إنّ وحدة القوة هي نيوتن ووحدة المساحة هي م2 وذلك حسب النظام العالمي للوحدات وبالتالي تكون وحدة الضغط هي نيوتن/م2 وتُسمى الباسكال، ويعبّر الباسكال عن الضغط المتولّد عن قوّة مؤثّرة مقدارها 1 نيوتن تؤثر عمودياً في وحدة مساحة مقدارها متر مربّع.
العوامل المؤثرة في الضغط
يُمكن استنتاج العوامل التي تؤثّر على قيمة الضغط من خلال قانونه السابق، إذاً إنّ العوامل المؤثرة على الضغط هي القوة والمساحة؛ حيث تتناسب قيمة الضغط تناسباً طردياً مع القوة المؤثرة؛ فكلما زادت القوة يزداد الضغط المتولد على الجسم، بينما يتناسب تناسباً عكسياً مع وحدة المساحة؛ فكلّما قلّت المساحة الواقعة عليها القوة يزيد الضغط المتولّد.
ضغط السوائل
إنّ للسائل وزناً ينشأ عنه ضغط باتجاه الأسفل وفي جميع الاتجاهات المحيطة به، ويوجد عوامل تؤثر في ضغط السوائل وهي:
- ارتفاع السائل: وهو عمق النقطة، فكلما قل ارتفاع السائل زاد ضغطه المتولد أي أن العلاقة عكسية.
- كثافة السائل: كلّما قلت كثافة السائل يقل ضغطه المتولد أي أنّ العلاقة طردية.
ضغط السائل الساكن
يمكن تعريف مفهوم ضغط السائل الساكن عند نقطة ما في داخله بوزن عمود السائل الذي مساحة مقطعه هي وحدة المساحة المحيطة بهذه النقطة، وارتفاعه يساوي البعد العمودي بين هذه النقطة وسطح السائل، وهُناك عوامل تؤثر على قيمة ضغط السائل الساكن وهي:
- كثافة السائل: تتناسب تناسباً طردياً مع ضغط السائل.
- ثابت الجاذبية الأرضية: يتناسب تناسباً طردياً مع ضغط السائل.
- عمق النقطة: تتناسب تناسباً طردياً مع ضغط السائل، حيث إنّ قيمة الضغط عند نقطة ما في داخل السائل تتناسب تناسباً طردياً مع بعد النقطة عن سطح ذلك السائل؛ وبالتالي فإنّ ضغط السائل الساكن يكون متساوياً في جميع النقط الواقعة أفقياً في مستوى واحد.
تطبيق عملي على ضغط السوائل الساكنة
ينتقل الضغط في السائل في جميع الاتّجاهات وذلك حسب قاعدة باسكال والتي تنص على أنّه: “إذا أثّرنا بضغط على سطح سائل محصور أو ساكن ينتقل هذا الضغط إلى جميع أجزاء السائل بقيمة متساوية وفي جميع الاتجاهات”؛ وتمكّن الخبراء من استخدام هذه القاعدة في تصميم مكبس السوائل والذي يتكوّن من أسطوانتين؛ إحداهما لها مساحة أصغر من الأخرى وترتبطان معاً بأنبوب، وعند تسليط قوّة على الأسطوانة الصغرى يتولّد ضغطاً مساوياً على الأسطوانة الكبرى ممّا يؤدّي إلى إنتاج قوّة يُمكن استخدامها لرفع الأشياء الثقيلة كالسيارات.