ضغط السوائل الساكنة
05-29-2010

خصائص ضغط السائل الساكن :-

1- يتساوى الضغط على النقاط الواقعة فى مستوى افقى واحد داخل السائل .
2- تضغط السوائل بصورة عمودية على الجدران الملامسة لها .
3- لا يتوقف ضغط السائل الساكن على شكل و حجم الاناء الذي يحتويه .
4- يتساوى ضغط السائل من جميع الاتجاهات على اية نقطة داخل سائل ساكن .
5- يكون سطح السائل بمستوى افقي واحد في الاوعية المتصلة بعضها ببعض (الاواني المستطرقة).
6- ينتقل الضغط الاضافي المسلط على سائل محصور من غير نقص الى جميع الاتجاهات .
مثال :-
حوض لتربية الاسماك على شكل متوازي مستطيلات طوله 30م و عرضه 15م و عمق مائه 50م . احسب :-
أ- الضغط على قاعدته .
ب- القوة المؤثرة على تلك القاعدة .
علما ان كثو للماء = 9800 نت/م3 .
الحل :-
أ- ض = ع كثو
= 50*9800 = 490000 نت/م2 .
ب- ق = ض مس
= 490000*(30*15) = 220500000 نت .
مثال :-
حوض ارتفاعه متر واحد و طوله 2.5 م و عرضه متر واحد مثبت على قاعدته العليا انبوب شاقولي صب نفط في الحوض و الانبوب بحيث اصبح ارتفاع النفط في الانبوب متر واحد فوق سطح الحوض . جد :-
أ- الضغط و القوة على القاعدة العليا للحوض .
ب- الضغط و القوة على القاعدة السفلى للحوض .
علما ان كثو للنفط = 7850 نت/م3 .
الحل :-
أ- ض = ع كثو
اذن يكون الضغط على القاعدة العليا ض1 = 1*7850 = 7850 نت/م2 .
ق = ض مس
لذا تكون القوة على القاعدة العليا ق1 = 7850*(1*2.5) = 19625 نت .
ب- يكون الضغط على القاعدة السفلى ض2 = (1+2)*7850 = 15700 باسكال .
ق = ض مس
لذا تكون القوة على القاعدة السفلى ق2 = 15700*(1*2.5) = 39250 نت .
متوسط الضغط – الضغط الجانبي (average pressure) :-
لو اخذنا اناء على شكل متوازي المستطيلات ارتفاعه (ع) و قاعدتاه افقيتان , مليء بسائل كثافته الوزنية(كثو) بوساطة انبوب مثبت بقاعدته العليا , و كان ارتفاع السائل بالانبوب (ع1) من قاعدته العليا . لذا يكون الضغط على القاعدة العليا :-
ض1 = ع1 كثو
و يكون الضغط على القاعدة السفلى :-
ض2 = (ع1 + ع) كثو
لذا فالضغط الجانبي ض = ½(الضغط على القاعدة العليا + الضغط على القاعدة السفلى )
اي ان الضغط الجانبي يساوي حاصل ضرب بعد منتصف ارتفاع المساحة الجانبية الملامسة للسائل عن سطح السائل في الكثافة الوزنية لذلك السائل .
او ان الضغط الجانبي = نصف (الضغط عند اعلى نقطة من الوجه الملامس للسائل + الضغط عند اوطأ نقطة من الوجه نفسه )
مثال :-
احسب الضغط الجانبي و القوة المسلطة على الجانب للحوض في المثال الاسبق .
الحل :-
ضج = ½ (ع1كثو + ] ع1+ع[كثو) = ½ كثو (2ع1+ع) = (ع1+1/2ع)كثو
= (1+0.5*1)*7850 = 11775 باسكال .
القوة على الجانب = معدل الضغط الجانبي * مساحة الجانب = 11775(1*1) = 11775 نت .
س/هل يمكن ان يكون سطح السائل غير افقي ؟ علل ذلك .
ج/لا يمكن ان يكون سطح السائل غير افقي لانه سيكون الضغط عند الاعلى اكبر من الضغط عند النقطة عند السفلى من سطح السائل و بهذا سوف يجري السائل من منطقة الضغط العالي الى منطقة الضغط الواطيء الى ان يتساوى الضغط و يكون سطح السائل افقي .
س/اذا كانت قراءة المرواز الزئبقي 75 سم . ما مقدار الضغط الجوي محسوبا بالباسكال ؟ علما ان كثو للزئبق = 133280 نت/م3 . و لو استبدل الزئبق بالماء فكم سيكون ارتفاع الماء في المرواز في المكان نفسه ؟
الحل :-
ضج = كثوع = 133280*0.75 = 99960 باسكال .
ضج = كثوع ===> 999960 = 9800 ع ===> ع = 10.2 م .
س/ انبوب مفتوح الطرفين نصف قطر مقطعه العرضي (3.14)1/2 سم وضع على قاعدته السفلى قرص معدني رقيق كتلته 20 غم و انزل بصورة شاقولية في الماء الى عمق 200 سم . ما اقل ارتفاع يجب ان يسكب في الانبوب من زيت كثافته 0.98 غم/سم3 حتى ينفصل القرص ؟
الحل :-
قزيت + وصفيحة = قضاغطة للماء
ضزيت مسص + كص ج = ضماء مسص (الضغط يؤثر من جميع الجهات على نقطة داخل السائل).
عزيت كثوزنية للزيت ج نقص2 π + كص ج = كثوزنية للماء ج عماء نقص2 π
عزيت كثوزنية للزيت نقص2 π + كص = كثوزنية للماء عماء نقص2 π
عزيت * 0.98 + 20 = 200 ===> عزيت = 183.673 سم .

المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?15738

التعديل الأخير تم بواسطة FARES-DZ ; 07-12-2010 الساعة 01:49 PM