ملخص درس الموائع في حالات السكون والحركة فيزياء حادي عشر عام الفصل الثالث
ملخص درس الموائع الساكنة والموائع المتحركة – حالات المادة
نبدأ على بركة الله ..
- ينص مبدأ باسكال على أن التغير في الضغط المؤثر عند أي نقطة في السائل المحصور ينتقل إلى جميع نقاط السائل بالتساوي .
- التطبيقات العملية لمبدأ باسكال :
تعمل أنظمة الرفع الهيدروليكية وفقا لمبدأ باسكال ، ومن أمثلتها :
1- المكبس الهيدروليكي
2- الرافعة الهيدروليكية
3- كراسي أطباء الأسنان
- النص الرياضي لمبدأ باسكال :
- علل : إذا عصرت إحدى نهايتي بالون فإن النهاية الأخرى تنتفخ .
بسبب انتقال الضغط المؤثر إلى النهاية الأخرى وذلك حسب مبدأ باسكال .
- الهدف من استخدام الموائع في الآلات مضاعفة القوة تطبيقا لمبدأ باسكال
- المكبس الهيدروليكي : يحصر المائع داخل حجرتين متصلتين معا في كل منهما مكبس حر الحركة ، مساحة المكبس الثاني أكبر من مساحة المكبس الأول لذلك تتضاعف القوة .
- ضغط المائع : وزن عمود المائع مقسوما على مساحة المقطع العرضي لعمود المائع .
- منشأ ضغط المائع : قوة الجاذبية المرتبطة مع وزن المائع واتجاهها يضغط على الجسم في جميع الاتجاهات .
- ضغط المائع على سطح القمر عند أي عمق يعادل 1/6 قيمته على سطح الأرض .
- القانون الرياضي لضغط المائع : P =p h g
- علل : يزداد ضغط الماء على جسمك إذا غطست إلى أعماق أكبر .
بسبب زيادة كمية الماء فوق جسمك فيكون وزن الماء أكبر كلما زاد العمق
- قوة الطفو : هي القوة الرأسية المؤثرة في الجسم المغمور في مائع إلى أعلى .
- منشأ قوة الطفو : زيادة الضغط الناجمة عن زيادة العمق و اتجاهها قوة رأسية إلى أعلى .
- وزن المزاح المائع = قوة الطفو
- القوى المؤثرة على جسم مغمور في مائع :
* محصلة القوى الأفقية تساوي صفرا (لأن القوى العمودية المؤثرة في الجوانب الأربعة متساوية في جميع الاتجاهات )
*محصلة القوى العامودية = قوة الطفو (لأن القوة العمودية إلى أعلى المؤثرة في قاع الجسم أكبر من القوة العمودية إلى أسفل المؤثرة في سطحه العلوي ).
- ينص مبدأ أرخميدس على أن الجسم المغمور في مائع تؤثر فيه قوة رأسية إلى أعلى تساوي وزن المائع المزاح .
- النص الرياضي لمبدأ أرخميدس :
- قوة الطفو لا تعتمد على وزن الجسم وإنما تعتمد فقط على وزن المائع المزاح .
- متى يغطس الجسم ومتى يطفو ؟
* يغطس الجسم عندما تكون كثافة الجسم أكبر من كثافة المائع ، وأيضا عندما يكون وزن الجسم أكبر من قوة الطفو .
* يبقى الجسم عالقا عندما تتساوى كثافة الجسم مع كثافة المائع ، وأيضا عندما يساوي وزن الجسم قوة الطفو .
* يطفو الجسم عندما تكون كثافة الجسم أقل من كثافة المائع ، وأيضا عندما يكون وزن الجسم أقل من قوة الطفو.
- الوزن الظاهري لجسم مغمور في مائع أقل من وزنه الحقيقي
- الوزن الظاهري لجسم عالق في مائع يساوي الصفر .
- الوزن الظاهري للجسم ، القوة المحصلة الرأسية إلى اسفل ، تتناسب طرديا مع حجم الجسم .
- حجم المائع المزاح بواسطة الجسم يساوي حجم الجسم المغمور من الجسم في المائع .
- من أشهر التطبيقات على مبدأ أرخميدس :
* السفن : علل تطفو السفينة المصنوعة من الفولاذ على سطح الماء
لان جسم السفينة مفرغ وكبير ، لذا فمعدل كثافة السفينة أقل من كثافة الماء لذلك تطفو
* الغواصات : عند ملء الحجرات بالماء يزداد معدل كثافة الغواصة لذلك تغطس في الماء وعند تفريغها تطفو .
* الأسماك : لدى بعض الأسماك مثانة للعوم تقلصها لتغطس وتنفخها لتطفو.
- ينص مبدأ برنولي على أنه عندما تزداد سرعة المائع يقل ضغطه .
- مبدأ برنولي تمثيل لمبدأ حفظ الشغل والطاقة عند تطبيقه على الموائع .
- إذا نقصت مساحة الأنبوب فإن سرعة التدفق خلاله تزد فينقص ضغطه
- تطبيقات مبدأ برنولي :
* مرش الطلاء
* مرذاذ العطر
* المازج في محرك البنزين
- فكرة عمل المرذاذ :
* يندفع الهواء بسرعة عبر الأنبوب الضيق فينقص ضغطه .
* يندفع السائل من داخل الزجاجة إلى منطقة الضغط المنخفض نتيجة لفرق الضغط بين المنطقتين .
- علل : ينهار المنزل من الداخل إلى الخارج عندما يمر إعصار فوقه .
وفقا لمبدأ برنولي يقل الضغط خارج المنزل بسبب زيادة سرعة الهواء ويصبح الضغط داخل المنزل أكبر .
- خطوط الانسياب : هي الخطوط التي تمثل تدفق الموائع حول الأجسام .
- إذا ضاق المجرى تزداد السرعة فينقص الضغط فتتقارب خطوط الانسياب
- إذا كانت خطوط الانسياب دقيقة ومحددة كان التدفق انسيابي .
- إذا تحركت خطوط الانسياب حركة ملتفة كان التدفق مضطربا .
- ينطبق مبدأ برنولي على الجريان الانسيابي فقط ولا ينطبق على الجريان المضطرب