خواص الموائع الساكنة - فيزياء - ثاني ثانوي

الوحدة الثانية الموائع الجوامد . الومنيوم المادة النحاس الأصفر النحاس الأحمر الزجاج العادي الذهب الجليد (الثلج) الحديد الرصاص البلاتين الصلب السكر الشمع السوائل الكحول الإيثيلي البنزين الدم الجازولين الكثافة kg/m³ 2700 8600 8890 2600 19300 910 7900 11400 21400 7830 1600 1800 790 900 1040 690 الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة المادة الكثافة الكيروسين الزئبق الجليسرين الماء الغازات . الهواء غاز النشادر ثاني اكسيد الكربون اول أكسيد الكربون الهليوم الهيدروجين النتروجين الأكسجين kg/m³ 820 13600 1260 1000 1.29 0.76 1.96 1.25 0.18 0.090 1.25 1.43 ويطلق على نسبة كثافة مادة ما إلى كثافة الماء فى نفس درجة الحرارة اسم الكثافة النسبية للمادة. (3-2) وبصفة عامة : كثافة المادة في درجة حرارة معينة فالكثافة النسبية لمادة = كثافة الماء في نفس درجة الحرارة كتلة حجم معين من المادة في درجة حرارة معينة الكثافة النسبية لمادة = كتلة نفس الحجم من الماء فى نفس درجة الحرارة ونظراً لان الكثافة النسبية لمادة هي نسبة بين كميتين متماثلين لهذا لا يكون للكثافة النسبية للمادة وحدات قياس. تطبيقات الكثافة: 1- قياس الكثافة له أهمية كبرى، حيث تعتبر من إحدى التقنيات التحليلية، حيث إنها تستخدم في قياس كثافة المحلول الإلكتروليتى ببطارية السيارة. فعندما تفرغ الشحنة الكهربية من البطارية تقل كثافة المحلول الإلكتروليتى (حمض كبريتيك مخفف نتيجة استهلاك حمض الكبريتيك في تفاعله مع ألواح الرصاص وتكوين كبريتات الرصاص، وعند إعادة شحن البطارية تتحرر أيونات الكبريتات من ألواح الرصاص وتعود للمحلول مرة أخرى، فتزداد الكثافة وبذلك يمكن من قياس الكثافة الاستدلال على مدى شحن البطارية. الفيزياء الصف الثاني الثانوي or ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة ٢- تستخدم أيضاً تطبيقات الكثافة في العلوم الطبية لقياس كثافة الدم والبول. فكثافة الدم وهو في الحالة الطبيعية ما بين 1040kg/m3 إلى 3 1060kg/m، فإذا زادت كثافته دل ذلك على أن تركيز خلايا الدم زاد ، وإذا نقص عن ذلك دل ذلك على نقص تركيز خلايا الدم وهذا يشير إلى مرض فقر الدم (الأنيميا). والكثافة المعتادة للبول هي 3 1020kg/m وبعض الأمراض تؤدى إلى زيادة إفراز الأملاح، هذا يؤدي إلى زيادة مقابلة في كثافة البول. الضغط Pressure : يعرف الضغط عند نقطة بالقوة المتوسطة المؤثرة عموديا على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة. لذلك إذا أثرت قوة (F) عموديا على سطح مساحتة (A) فإن الضغط (P) المؤثر على هذا السطح يتعين من العلاقة (3-3) F P= A ونظرا لأن القوة (F) مقدرة بالنيوتن والمساحة (A) مقدرة بالمتر المربع ، فإن الوحدة التي يقاس بها الضغط هي نیوتن متر مربع (N/m). معلومة إثرائية ضغط قدم الفيل أم قدم الإنسان؟ لأن الضغط هو القوة على وحدة المساحة. فإن الضغط نتيجة كعب مدبب أكبر من الضغط الذي يؤثر به قدم الفيل على الأرض، لأن مساحة الكعب المدبب صغيرة للغاية (شكل (٣-١). شكل (۳ - ۱) مفهوم الضغط مطابع زمزم ۵۳ الفيزياء الصف الثانى الثانوى |

الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة الموائع الوحدة الثانية الضغط عند نقطة في باطن سائل وقياسه إذا دفعت قطعة من الفلين تحت سطح الماء ثم تركتها، ستجد أن قطعة الفلين ترتفع إلى سطح الماء مرة ثانية، وهذا يوضح أن الماء يدفع قطعة الفلين المغمورة بقوة إلى أعلى، هذه القوة تنشأ عن فرق ضغط الماء على هذه القطعة. pdA pdA mg pdA pdA (ج) V.P A pdA شكل (۳ - ۲) . الضغط داخل سائل القوة الناشئة عن الضغط داخل سائل تكون عمودية على أي سطح وعند أي نقطة في باطن سائل، يمكن أن يؤثر الضغط فى أى اتجاه، واتجاه القوة الناشئة عن الضغط على سطح معين تكون عمودية على السطح. ويكون الضغط على جسم ما هو نفسه الضغط على حجم من السائل لو لم يوضع الجسم مكانه . أى أن السائل الذى كان يشغل مكان الجسم تؤثر عليه قوتان، وزنه لأسفل والقوة الناشئة عن ضغط السائل المحيط به، وكلما زاد عمق السائل زاد الضغط (شكل ۳-۳). 02 ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹ الفيزياء الصف الثاني الثانوي

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة الضغط الضغط شكل (۳ - ۳) كلما زاد عمق السائل زاد الضغط ولحساب الضغط (P) نفترض وجود لوح أفقي مساحته (Am على عمق (h) تحت سطح سائل كثافته (p(kg/m3 كما في الشكل (٣-٤) ، ويعمل هذا اللوح كقاعدة لعمود من السا يمكننا أن ندرك أن القوة التي يؤثر بها السائل على اللوح (X) تساوي وزن عمود من السائل إرتفاعه (h) ومساحة مقطعه (A)، لأن السائل غير قابل للإنضغاط Incompressible ، فإن القوة الناتجة عن ضغط السائل لابد أن تتزن مع وزن عمود السائل الذي ارتفاعه (h). وحيث أن حجم هذا السائل يساوي Ah ، وكتلة السائل تساوى Ahp، فإن وزن السائل . نيوتن يتعين من العلاقة. F= Ahpg حيث (m/s) هي عجلة الجاذبية عندئذ يتعين ضغط السائل P على اللوح (X) من العلاقة F = A Ahog A (3-4) P= |:. P = hpg Nm2 شكل (٣ - ٤) حساب ضغط عمود من السائل وهذه هي قيمة الضغط الذي يؤثر به السائل وحده عند نقطة في باطنه على عمق ، مطابع زمزم ٥٥ الفيزياء الصف الثانى الثانوى

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة وإذا أخذنا في الاعتبار أن سطح السائل الخالص يتعرض للضغط الجوى . فإن الضغط الكلي عند نقطة في باطن سائل تتعين من العلاقة (3-5) P = P+hpg وتوضح المشاهدات أن ضغط السائل P عند نقطة في باطنه يزداد بزيادة عمق هذه النقطة (h) تحت سطح نفس السائل كما يزداد الضغط بزيادة كثافة السائل عند نفس العمق. ومن هذه العلاقة يمكن أن نتبين ما يلى: 1 - جميع النقط التي تقع في مستوى أفقى واحد في باطن السائل يكون لها نفس الضغط. ٢ - السائل الذي يملأ إناء متعدد الأجزاء (الأواني المستطرقة) Connecting Vessels يرتفع فى هذه الأجزاء بنفس المقدار، بغض النظر عن الأشكال الهندسية لها بشرط أن تكون قاعدة الإناء في مستوي أفقي، (شكل ٣-٥). ولهذا فإن مستوي سطح البحر واحد لكل البحار المتصلة ببعضها. شكل (٣ - ٥) يرتفع الماء إلى نفس المستوى في 3- يصمم السد بحيث يزداد سمك السد عند قاعدته ليتحمل الضغط المتزايد مع زيادة العمق (شكل ٣-٦) شكل (٣ - ٦) قواعد السدود أكثر سمكا لتتحمل الضغط عند عمق الفيزياء الصف الثانى الثانوى الأواني المستطرقة ٥٦ ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة اتزان السوائل في أنبوبة ذات شعبتين لنأخذ أنبوبة ذات شعبتين على شكل حرف U تحتوى على كمية مناسبة من الماء. نضيف كمية من الزيت في أحد فرعى الأنبوبة، وليكن الفرع الأيسر، حتى يصل سطح الزيت إلى مستوى معين عند C، مع ملاحظة أن الماء والزيت لا يمتزجان بل ويكون هناك مستوى فاصل بين الإثنين هو AD ، وليكن ارتفاع الزيت . فوق السطح الفاصل AD بين الماء والزيت، وليكن ارتفاع الماء في الفرع الأيمن فوق المستوى AD هو شكل ۷۳) ونظرا لأن الضغط عند A = الضغط عند D .. P. + p.gh, = P. + p.gh. حيث . الضغط الجوى .p. كثافة الزيت كثافة الماء. h.p. = h.p والعلاقة السابقة يمكن اختصارها على النحو التالي: (3-6) Pw h وبقياس . ، . يمكن تعيين الكثافة النسبية للزيت عمليا. وبمعلومية كثافة الماء يمكن معرفة كثافة الزيت. الضغط الجوي Atmospheric Pressure: شكل (۳ - ۷) اتزان السوائل في الأنبوبة ذات الشعبتين لقياس الضغط الجوى قام تورشیلی Torcelli باختراع البارومتر الزئبقى، حيث أخد أنبوبة زجاجية طولها حوالى متر، وملأها تماما بالزئبق، ثم نكسها في حوض به زئبق. فلاحظ أن سطح الزئبق في الأنبوبة قد انخفض إلى مستوى معين بحيث كان الارتفاع العمودي له 0.76m تقريباً. وبديهي أن الحيز الموجود فوق سطح الزئبق في الأنبوبة يكون مفرغا (إلا) من قليل من بخار الزئبق الذي يمكن إهمال ضغطه) ، ويسمى هذا الحيز باسم فراغ تورشیلی مطابع زمزم ۵۷ الفيزياء الصف الثانى الثانوى |

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث ويتضح من الشكل (۳-۸) أن الإرتفاع الرأسي لعمود الزئبق h داخل الأنبوبة فوق مستوي السطح الخالص للزئبق في الحوض يظل ثابتاً، سواء كانت الأنبوبة في وضع رأسي أو في وضع مائل. وإذا أخذنا النقطتين B ، A في مستوى أفقى واحد (شكل) ۳-۹)، بحيث تكون النقطة A خارج الأنبوبة عند سطح الزئبق فى الحوض والنقطة B داخلها فإن الضغط عند B = الضغط عند A فراغ ضغط جوی وبذلك يكون (3-7) P. = pgh 760 mm شكل (۳ - ۸) خواص الموائع الساكنة رئبق ارتفاع الزئبق فى المانومتر لا يتأثر بميل البارومتر معني هذا أن الضغط الجوى يكافىء الضغط الناشيء عن وزن عمود من الزئبق إرتفاعه حوالى 0.76m) ومساحة مقطعه واحد متر مربع (عند صفر درجة سلزيوس). الضغط الجوى المعتاد هو ضغط الهواء مقاساً عند سطح البحر، ويساوى 0.76m Hg . ويعرف معدل الضغط ودرجة الحرارة شكل (۳ - ۹) البارومتر البسيط S.T.P بأنه الضغط الذي يساوى 0.76m Hg عند درجة حرارة 0°C ، ويتكرر هذا المصطلح كثيرا عند معالجة قوانين الغازات ونظرا لأن كثافة الزئبق عند 0°C تساوى 13595kg/m3 وعجلة الجاذبية الأرضية 9.8m/s2 فإن الضغط الجوي المعتاد: P = 1 Atm = 0.76 x 13595 x 9.81 = 1.013 x 105 N/m الفيزياء الصف الثانى الثانوى ΟΛ ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة معلومة إثرائية ماذا يحدث في الأذن عند الإرتفاع عن سطح الأرض؟ الضغط الجوى هو وزن عمود الهواء فوق سطح الأرض لوحده المساحات. فكلما ارتفعنا عن سطح الأرض قل ارتفاع هذا العمود وبالتالي الضغط. وعند طبلة الأذن يتزن الضغط الخارجي مع الضغط الداخلي للجسم. لذلك عندما يقل الضغط الخارجي نشعر بتوتر في طبلة الأذن، إذا أن الضغط الداخلي يدفعها قليلا للخارج، ويمكن معادلة هذا الضغط بالتحكم في كمية الهواء في قناة استاكيوس Eustachian Tube بالبلع ومضغ اللبان لتخفيض الضغط على الطبلة (شكل ٣-١٠) العظيم الركابي بطرقة الطبلة الأمن الداخلية العصب السمعي / قنالا استاكيوس البلعوم لمان/ شكل ۳ - ۱۰) نموذج للأذن القناة السمعية الوحدات التى يقاس بها الضغط الجوى يتضح من العلاقة السابقة أن الوحدات التي يقاس بها الضغط الجوى فى النظام الدولي هي نفسها وحدات الضغط وهي .N/m² ولقد اتخذت وحدة «باسكال» لتكافيء (N/m2). 1 Pascal = IN/m 2 وبالتالي يكون الضغط الجوى المعتاد P. = 1.013 × 10 Pascal كما اتخذت وحدة أكبر هي «بار» لتكافيء (Bar = 10 Pascal (10) N/m3 1 وبالتالي يكون الضغط الجوى المعتاد P = 1.013Bar هذا فضلاً عن قياس الضغط الجوى بوحدة ميللميتر زئبق وتسمى ايضاً تور Torr ولذلك يكون الضغط الجوي المعتاد 1 Torr = 1 mm Hg P (1 Atm) = 760 Torr = 760 mm Hg = 0.76 m Hg = 1.013 Bar مطابع زمزم ۵۹ الفيزياء الصف الثانى الثانوى

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة المانومتر المانومتر Manometer عبارة عن أنبوبة ذات شعبتين على شكل حرف U تحتوي على كمية سائل مناسب كثافته معروفة، تتصل إحدي الشعبتين بمستودع الغاز المراد قياس ضغطه، ونتيجة لذلك قد يرتفع سطح السائل في المانومتر فى إحدى الشعبتين وينخفض في الأخرى. وإذا أخذنا النقطتين A.B في مستوى أفقى واحد في نفس السائل (شكل ٣-١١أ) يكون: الضغط عند B = الضغط عند P = P + gh A غاز غاز الجد B (1) شكل ۳ - (۱۱) المانومتر (ب) (1) عندما يكون ضغط الغاز اكبر من الضغط الجوي (ب) عندما يكون ضغط الغاز اقل من الضغط الجوي. حيث P ضغط الغاز المحبوس فى المستودع أكبر من . الضغط الجوى pgh تمثل ضغط السائل في الفرع الخالص للمانومتر فوق النقطة B ، وهو فرق الضغط بين .P. P . وفى حالة إذا كان ضغط الغاز P أقل من الضغط الجوى (شكل) ۳- ۱۱ (ب) فإن : P = P - pgh حيث يكون سطح السائل في الفرع الخالص للمانومتر أدنى من سطح السائل في الفرع المتصل بالمستودع. وفي كثير من التطبيقات العلمية لا يكون ضروريا قياس ضغط الغاز في المستودع وإنما يكون من المفيد قياس فرق الضغط فقط أي (3-8) AP = P - P = pgh من هذه العلاقة يمكن بمعرفة كثافة السائل p فى المانومتر، وفرق الإرتفاع h بين سطحى السائل في شعبيته، وكذلك عجلة الجاذبية و حساب فرق الضغط AP. وأيضا يمكن حساب ضغط الغاز بمعرفة الضغط الجوى. الفيزياء الصف الثانى الثانوى 7. ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة تطبيقات على الضغط : 1- الدم سائل لزج، يُضخ من خلال نظام معقد من الشرايين والأوردة بواسطة تأثير عضلى للقلب. وإنسياب الدم خلال الجسم - عادة - ما يكون انسياباً هادئاً. أما إذا كان معدل انسياب الدم مضطرباً فإنه يكون مصحوباً بضجيج، ويعتبر هذا الشخص مريضاً. ومن السهل الإحساس بهذا الضجيج من خلال سماعة الطبيب عند وضعها على الشريان، وهذا يحدث عند قياس ضغط الدم، حيث توجد - عادة - قيمتان للضغط : الضغط الانقباضي Systolic Pressure وفيه يكون ضغط الدم بالشريان في أقصى قيمة له، ويحدث عندما تتقلص عضلة القلب، ويندفع الدم من البطين الأيسر Left Ventricle إلى الأورطى (الأبهر) Aorta، ومن هناك إلى الشرايين. والضغط الإنبساطي Diastolic Pressure وفيه يقل ضغط الدم بالشريان إلى أقل ما يمكن عند انبساط عضلة القلب. وفى الإنسان المتمتع بصحة جيدة يكون الضغط الإنقباضي Torr 120 والضغط الانبساطي Torr 80 ٢- يمتلىء إطار السيارة بالهواء تحت ضغط عالى، فتكون مساحة التماس مع الطريق أقل ما يمكن، أما إذا كان الإطار ممتلئاً تحت ضغط منخفض فإن مساحة التماس بين الإطار والطريق تزداد، ويؤدى ذلك إلى زيادة الاحتكاك وسخونة الإطار، ويمكن قياس ضغط الهواء في الإطار بمقياس ضغط الهواء (شكل ۳-۱۲). مطابع زمزم الهواء من الإطار شكل (۳ - ۱۲ ) قياس ضغط هواء في إطار سيارة ٦١ تدريج زنبرك الفيزياء الصف الثانى الثانوى

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث أمثلة خواص الموائع الساكنة ۱ - متوازی مستطیلات صلب أبعاده cm x 10 cm x 20 cm 5) كثافة مادته 5000kg/m3 وضع على سطح مستوى أفقى. إحسب أقصي وأقل ضغط له. الحل: (اعتبر عجلة الجاذبية الأرضية 10m/s) (أ) لحساب أقصى ضغط، يوضع الجسم على الوجه ذى المساحة الأقل، وهو الوجه الذي أبعاده .(5 cm x 10 cm) 5 x 10 x 20 x 10 x 5000 x 10 5 x 10 x 10 = 10+ (N/m²) F A P= (ب) لحساب أقل ضغط يوضع الجسم على الوجه ذى المساحة الأكبر، وهو الوجه الذي أبعاده . (10 cm x 20 cm) 5 x 10 x 20 x 10 x 5000 x 10 P = = = 2500 N/m² A 10 x 20 x 10 1 أوجد الضغط الكلى وكذلك القوى الضاغطة الكلية المؤثرة على قاع حوض به ماء مالح کثافته 3 1030kg/m إذا كانت مساحة مقطع الحوض 2 1000cm وارتفاع الماء به واحد متر، وكان سطح الماء في الحوض معرضا للهواء الجوى، وعجلة الجاذبية 10m/s والضغط الجوي 10N/m × 1,013 الحل: (أ) الضغط الكلى : P = P₁ - pg h = 1,013 x 105 + 1030 x 10 x 1 = 11.013 + 0.103) x 10 = 1.16 x 105 Nin (ب) القوة الضاغطة الكلية F-Px A - 1.116 x 10 x 1000 x 104 -1.116 x 10' N الفيزياء الصف الثانى الثانوى ٦٢ ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة - استخدم مانومتر زئبقى لقياس ضغط غاز داخل مستودع، فكان سطح الزئبق في الفرع الخالص أعلى من سطحه بالفرع المتصل بالمستودع بمقدار 36cm ما قيمة ضغط الغاز المحبوس بوحدات (أ) cmHg (ب) Atm (جـ) N/m علما بأن الضغط الجوى m.Hg = 1.013 × 10N/m 0.76 الحل: (أ) بوحدات cmHg (ب) بوحدات :(Atm): (جـ) بوحدات N/m: P = P, + h = 76 + 36 = 112cm Hg p - (Pcm | lg) 76 112 76 = 1.474 Atm P = 1.474 × 1.013 x105=1.493×105 Nm2 4 - انبوبة على هيئة حرف U مساحة مقطع فرعها الضيق 1cm2 ومساحة مقطع فرعها الواسع 2cm ملئت جزئيا بالماء كثافته 3 kg/m 1000، ثم صب فيها كمية من الزيت (كثافته kg/m3 800 من الفرع الضيق حتى أصبح طول عمود الزيت 5cm إحسب إرتفاع سطح الماء فوق السطح الفاصل بين الماء والزيت. الحل ملحوظة: ... P = pe ho = Pah ... P = P hy = Poha Р = 800x5 1000 = 4 am نصف قطر الأنبوبة (أو) مساحتها مقطعها لايؤثر إطلاقا على إرتفاع كل من السائلين في فرع الأنبوبة، من ذلك يتضح أن مستوى السائل فى الإناء لا يتأثر بشكل الإناء. مطابع زمزم ٦٣ الفيزياء الصف الثانى الثانوى |

الوحدة الثانية الموانع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة قاعدة باسكال Pascal's Principle إذا أخذنا أحد السوائل فى إناء زجاجي كالمبين بالشكل (۱۳۳) مزود بمكبس في أعلاه، يكون الضغط عند نقطة مثل A في باطنه على عمق : هو ، حيث الضغط عند سطح السائل (تحت المكبس مباشرة). وينتج عن الضغط الجوى والضغط الناشئ عن وزن المكبس أو قوة المكبس. وإذا زدنا الضغط على المكبس بمقدار AP وذلك بوضع ثقل إضافي على المكبس نلاحظ عدم تحرك المكبس إلى الداخل لعدم قابلية السائل للإنضغاط. لكن الضغط عند سطح السائل تحت المكبس مباشرة سيزداد بدوره بمقدار AP، وسيزداد الضغط عند نقطة A التي تقع على عمق h تحت هذا السطح بدوره بمقدار AP ، ويصبح الضغط عند هذه النقطة P = P + hpg + AP فإذا زاد الضغط إلى حد معين يمكن أن ينكسر الإناء. ولقد قام العالم الفرنسى باسكال بصياغة هذه النتيجة كما يلى : مكبس شكل (۳ - ۱۳) زيادة الثقل على المكبس تزيد الضغط في السائل «عندما يؤثر ضغط على سائل محبوس فى إناء فإن الضغط ينتقل بتمامه إلى جميع أجزاء السائل كما ينتقل إلى جدارن الإناء المحتوى على السائل». ويعرف هذا بمبدأ باسكال أو قاعدة باسكال. تطبيق على قاعدة باسكال : المكبس الهيدروليكي Hydraulic Press توجد عدة تطبيقات تعتمد على قاعدة باسكال ومنها المكبس الهيدروليكي وفرامل السيارات. يتركب المكبس الهيدروليكي كما فى الشكل (۳-١٤) من المكبس الصغير ومساحة مقطعه (a) والمكبس الكبير ومساحة مقطعه (A) ويمتليء الحيز بين المكبسين بسائل مناسب. شكل (٣ - ١٤ ) المكبس الهيدروليكي (1) قوة على الجانب الأيسر من السائل تنتقل إلى الجانب الأيمن. (ب) ثقل 1kg على الجانب الأيسر يولد قوة تنزل مع kg 100 على الجانب الأيمن إذا كانت نسبة المساحتين . هي 1:100 aks 100 kg مساحة المقطع الفيزياء الصف الثاني الثانوي ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة فاذا تأثر المكبس الصغير بضغط P ، يتأثر السائل بدوره بنفس الضغط. وينتقل هذا الضغط P بتمامه خلال السائل إلى السطح السفلى للمكبس الكبير. وأذا فرضنا أن القوة المؤثرة على المكبس الصغير (f) والقوة المؤثرة على المكبس الكبير (F) ، ونظرًا لأن الضغط المؤثر على المكبسين له نفس القيمة عند الإتزان في مستوى أفقى واحد فإن: P= f = F a A F= f (3-9) a ومن العلاقة السابقة يتضح أنه عندما تؤثر قوة (f) على المكبس الصغير تتولد على المكبس الكبير قوة أكبر هي القوة (F). والفائدة الآلية Mechanical Advantage للمكبس الهيدروليكي ويرمز لها بالرمز " هي : F f = A (3-10) a n= أي أن الفائدة الآلية للمكبس الهيدروليكي تتعين بنسبة مساحة المكبس الكبير إلى مساحة المكبس الصغير. وبالرجوع إلى الشكل (٣-١٥) يتضح أنه: إذا حرك المكبس الصغير إلى أسفل مسافة لا تحت تأثير f فإن المكبس الكبير يتحرك إلى أعلى مسافة ا تحت تأثير .F . وتبعا لقانون بقاء الطاقة يكون الشغل المبذول واحداً في الحالتين، وبفرض أن المكبس مثالي مكيس اسطوانة | سائل وكفاءته (%100) . fy₁ = Fy₂ F= f (3-11) شكل (٣ - ١٥) الفائدة الآلية وهذا يدل على أن الفائدة الآلية للمكبس يمكن أيضاً التعبير عنها بالنسبة . مطابع زمزم 90 لا ½ 2 الفيزياء الصف الثانى الثانوى |

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة معلومة إثرائية تطبيقات على قاعدة باسكال ١- تستخدم الفرملة الهيدروليكية Hydraulic Brake للسيارة قاعدة باسكال حيث يستخدم نظام الفرملة سائلاً وسيطا Brake. Fluid وعند الضغط على دواسة الفرملة بقوة بسيطة والمسافة كبيرة نسبيا، تنشأ قوة كبيرة على المكبس في اسطوانة الفرملة العمومية Master Brake Cylinder. وينتقل هذا الضغط إلى السائل، ومن ثم إلى باقي خط الفرملة، ثم إلى مكابس اسطوانات فرملة العجل Wheel Cylinder إلى الخارج، ومن ثم على حذاء الفرملة Brake Shoes ، ثم إلى جسم الفرملة Brake Drum. فتنشأ قوة احتكاك كبيرة توقف العجلة وبالتالي السيارة، ويسمى هذا النوع من الفرامل Drum Brake وهي الفرملة الخلفية شكل ٤-١٦. أما في حالة الفرملة الأمامية والتي تستخدم نظام القرص Disk Brake (شكل ٤-١٧) فإن القوى الناشئة عن الفرملة تضغط على مخدات الفرامل Brake Pads ، وينشأ عن ذلك احتكاك يوقف العجلة. ويلاحظ أن المسافة التي يتحركها حذاء الفرملة في الحالتين صغيرة لأن القوة كبيرة. ٢ في تطبيق آخر لقاعدة باسكال يستخدم الرافعة الهيدروليكية Hydraulic Lift سائلاً لرفع السيارة في محطات البنزين شكل ٤-١٨ شكل (٣) - (١٦) الفرامل الخلفية الفرامل الأمامية شكل (۳) - (۱۷) الفرامل الأمامية حناء الفرامل الطبلة مخدات الفرامل السائل الهيدروليكي شكل (۳) - (۱۸) الرافعة الهيدروليكية الفيزياء الصف الثانى الثانوى 77 . ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع مثال : الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة الحفار الهيدروليكي Caterpillar يعتمد على قاعدة باسكال شكل (١٩٤ - يلبس الغواص بدلة الغطس وخوذة تحميه من الضغط في الأعماق الكبيرة. وفي الأعماق القليلة يلجأ إلى نفخ الهواء في جيوبه الأنفية المعادلة الضغط الخارجى شكل ٤-٢٠). وفى الأعماق الكبيرة فإن بدلة الغطس تنفخ بالهواء وتحمى الخوذة رأس الغواص من الضغط الشديد شكل ٤-٢١) شكل (۳) - (۱۹) الحفار الهيدروليكي شكل (۳ - (۲۰) الغوص على أعماق قريبة من السطح شكل (۳) - (۲۱) الخوص على أعماق كبيرة ۵۰۰ متر) مكبس مائى مساحة مقطع مكبسه الصغير 10cm تؤثر عليه قوة 100N ومساحة مقطع مكبسه الكبير 800cm2 فإذا علمت أن عجلة الجاذبية الأرضية 10m/s احسب (أ) أكبر كتلة يمكن رفعها بواسطة المكبس الكبير. (ب) الفائدة الآلية للمكبس. (جـ) المسافة التي يتحركها المكبس الصغير ليتحرك المكبس الكبير بمقدار 1cm. الحل: القوة المؤثرة على المكبس الكبير مطابع زمزم f F = a A F= 100 . x 800 = 8 x 103 ٦٧ 10 الفيزياء الصف الثانى الثانوى |

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث (أ) أكبر كتلة يمكن رفعها بواسطة المكبس الكبير. (ب) الفائدة الآلية للمكبس. 8 x 103 m=-= = 800 kg g 10 "= F A 800 = = = 80 f a 10 (جـ) المسافة التي يتحركها المكبس الصغير ليتحرك المكبس الكبير بمقدار 1cm. fy, Fyz = 8000 x 1 100 . = 80cm الفيزياء الصف الثانى الثانوى لا خواص الموائع الساكنة ۶۸ ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث خواص الموائع الساكنة تلخيص أولاً: التعاريف والمفاهيم الأساسية: الكثافة (p) هي كتلة وحدة الحجوم من المادة ووحدتها (kg/m3). الضغط عند نقطة (P): جميع القوة المؤثرة عمودياً على وحدة المساحات المحيطة بتلك النقطة (N/m2). النقط التي في مستوى أفقى واحد في سائل ساكن يكون لها نفس الضغط. الضغط الجوي المعتاد هو الضغط الناشيء عن وزن عمود الهواء المؤثر على وحدة المساحات عند نقطة معينة عند سطح البحر. وهو يكافىء الضغط الناشيء عن وزن عمود من الزئبق إرتفاعه حوالي 0.76m ومساحة مقطعه واحد متر مربع عند درجة 0°C. وحداته باسكال (N/m3) أو بار (N/m (Bar 105 أو Torr) mm Hg) • المانومتر جهاز يستخدم لقياس الفرق بين ضغط غاز محبوس فى إناء والضغط الجوي. قاعدة باسكال عندما يؤثر ضغط على سائل محبوس فإن الضغط ينتقل بتمامه إلى جميع أجزاء السائل كما ينتقل إلى جدران الإناء المحتوى على السائل. ثانياً: القوانين والعلاقات الهامة : الكثافة (م) = الكتلة الحجم القوة الضغط (P) : = المساحة p= الضغط عند نقطة في باطن سائل كثافته p معرض للهواء على h عمق من سطحه. P = P, + pgh حيث الضغط الجوى، و عجلة الجاذبية الارضية. مطابع زمزم 79 الفيزياء الصف الثانى الثانوى

الوحدة الثانية الموائع الفصل الثالث إتزان السوائل في أنبوبة ذات شعبتين , ph المكبس الهيدروليكي f F a A خواص الموائع الساكنة حيث f القوة المؤثرة على المكبس الصغير الذي مساحته مقطعه F ، a القوة المؤثرة على المكبس الكبير الذي مساحة مقطعه A الفائدة الآلية F "= = a . لتعيين المسافة التي يتحركها المكبس الكبير y بدلالة المسافة التي يتحركها المكبس الصغير لا نستخدم العلاقة ,fy = Fy الفيزياء الصف الثانى الثانوى ۷۰ ۲۰۲۰ - ۲۰۱۹